KR101538243B1 - Method for improving handleability of calcium carbonate containing materials - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동등하거나 개선된 유동성에서 증가된 벌크 밀도를 갖는 탄산칼슘 함유 물질, 및 그러한 물질을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 공정은 탄산칼슘 함유 미네말 분말을 결합제의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉시키는 단계를 포함한다.The present invention relates to calcium carbonate containing materials having increased bulk density in equivalent or improved fluidity, and methods of making such materials. The process of the present invention comprises contacting a calcium carbonate containing miner powder with a solution or emulsion or dispersion of a binder.

Description

탄산칼슘 함유 물질의 취급성을 개선하는 방법{METHOD FOR IMPROVING HANDLEABILITY OF CALCIUM CARBONATE CONTAINING MATERIALS}METHOD FOR IMPROVING HANDLABILITY OF CALCIUM CARBONATE CONTAINING MATERIALS [0002]

본 발명은 탄산칼슘 함유 물질에 관한 것이며, 그리고 보다 구체적으로 증가된 벌크 밀도를 갖는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a calcium carbonate-containing material, and more particularly to a calcium carbonate-containing mineral powder having an increased bulk density, and a process for producing the same.

무기 물질은 종이, 페인트, 플라스틱 및 유사 제품의 제조에서 사용되고 있으며, 그리고 결과로 생성된 제품의 품질을 개선하기 위해서 섬유 웨브, 페인트 또는 플라스틱 내로 무기 물질의 분량을 혼입시키는 것은 잘 알려져 있다. 그 물질 중에서 특히 그러한 용도에서 충전제로서 허용을 증가시키는 것으로 밝혀지고 있는 물질은 탄산칼슘 함유 미네랄이다. 이러한 유형의 물질은 일반적으로 건식 분쇄 또는 습식 분쇄 및 건조에 의해 제조되는데, 그것은 예를 들면 최종 제품에서 명도를 개선할 목적으로 특정 불순물을 제거하기 위해서 선행 선광 단계로 초기 처리될 수 있다. 그러나, 그러한 건조 분말은 이것이 그 취급을 어렵게 만드는 낮은 벌크 밀도(bulk density)를 갖는다는 단점을 갖는다. 예를 들면, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말 제품은 보통 최종 미분된 저 벌크 밀도 분말로서 제조자에 의해 판매되고, 그 분말은 제한된 저장 용량을 갖는다. 더구나, 그러한 제품은 전형적으로 벌크로 포장되거나 선적되지만, 그 낮은 벌크 밀도에 기인하여, 전형적으로는 단지 25 내지 35 톤만의 분말이 40 m3 궤도 차에 적재될 수 있다. Inorganic materials are used in the manufacture of paper, paint, plastics and similar products, and it is well known to incorporate quantities of inorganic materials into fiber webs, paints or plastics to improve the quality of the resulting products. Of those materials, substances that are found to increase their acceptance as fillers, particularly in such applications, are calcium carbonate containing minerals. This type of material is generally produced by dry grinding or wet grinding and drying, which can be initially treated with a pre-rounding step to remove certain impurities, for example, for the purpose of improving brightness in the final product. However, such dry powders have the disadvantage that they have a low bulk density which makes them difficult to handle. For example, a calcium carbonate containing mineral powder product is usually sold by the manufacturer as a final finely divided low bulk density powder, and the powder has a limited storage capacity. Moreover, such products are typically packaged or shipped in bulk, but due to their low bulk density, typically only 25 to 35 tonnes of powder can be loaded into the 40 m 3 orbital car.

과거에는 치밀화 장비, 예컨대 단광화 기기(bricketting machine) 또는 In the past, densification equipment such as a bricketting machine or

펠리타이저(pelletizer)를 사용하여 그러한 분말의 벌크 밀도를 증가시키는 노력들을 해었다. 그러나, 이러한 노력들은 몇 가지 이유로 허용 불가능한 것으로 입증되었다. 그러한 분말의 벌크 밀도가 압력에 의해 기계적으로 증가될 때, 그러한 분말의 유동 특성은 악화되어 간다. 보다 큰 에너지 입력이 생성물을 탱크 또는 컨테이너 내로 적재하거나 그러한 탱크 또는 컨테이너를 비우는데 필요하다. 추가로, 결합제로서 물을 의존하는 펠릿화 장비는 허용가능한 펠릿이 형성될 수 있기 위해서는 대량(탄산칼슘 중량의 대략 15 내지 25 중량%)의 물의 첨가를 필요로 하는 것으로 밝혀졌다. 이 물은 생성물의 선적 비용을 증가시키거나 제조 비용을 증가시키는데, 왜냐하면 선적 전에 증발되어야 하기 때문이다. 물 이외의 다른 결합제에 의존하는 펠릿화 장비는 또한 다량의 결합제를 필요로 하며, 그리고 펠릿화 및 건조 후 수 중에 머무르게 하기 어려운 펠릿화 생성물을 결과로 야기하는 것으로 밝혀졌다.Efforts have been made to increase the bulk density of such powders using a pelletizer. However, these efforts have proved unacceptable for several reasons. When the bulk density of such powders is mechanically increased by the pressure, the flow properties of such powders deteriorate. A larger energy input is needed to load the product into the tank or container or to empty such tank or container. In addition, water-dependent pelletizing equipment as a binder has been found to require the addition of large quantities of water (approximately 15 to 25% by weight of calcium carbonate) in order for acceptable pellets to be formed. This water increases the shipping cost of the product or increases the manufacturing cost, because it has to be evaporated before shipment. Pelletizing equipment relying on other binder than water has also been found to result in pelletized products that require large amounts of binder and are difficult to pellet and remain in water after drying.

US 4,561,597에는 실질적으로 무수인 카올린 점토 분말을 물로 습윤시키는 시간을 감소시키고 그의 벌크 밀도를 증가시키는 방법으로서, 특정 에너지 입력을 사용하는 상기 분말의 건식 볼 분쇄 단계, 고 에너지 충격 밀에서 미분화 단계 및 바람직하지 못한 보다 큰 입자를 제거하는 분류 단계를 포함하는 방법이 기술되어 있다.US 4,561,597 discloses a process for reducing the time to wet wet kaolin clay powder with water and increasing its bulk density, comprising the steps of dry ball milling said powder using a specific energy input, And removing the larger particles that have not been removed.

WO 2006/008657은 자가 결합하는 안료 입자를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 무기 물질의 수성 현탁액을 형성시키고 그것을 분쇄기로 도입하는 단계, 하나 이상의 결합제의 수성 용액 또는 현탁액 또는 수성 에멀션을 형성시키고 그것을 분쇄기로 도입하는 단계, 및 수성 현탁액을 수성 용액 또는 현탁액 또는 에멀션과 함께, 자가 결합하는 안료 입자의 수성 현탁액을 얻는 방식으로, 분쇄하는 단계를 포함한다. WO 2006/008657 relates to a process for preparing self-bonding pigment particles, which comprises forming an aqueous suspension of an inorganic substance and introducing it into a mill, forming an aqueous solution or suspension of the one or more binders or an aqueous emulsion Introducing it into a pulverizer, and pulverizing the aqueous suspension in such a manner as to obtain an aqueous suspension of pigment particles self-binding together with an aqueous solution or suspension or emulsion.

건조 안료 과립의 제조 방법이 W0 01/00712에 기술되어 있다. 그 방법은 유기 중합체 안료, 임의로 무기 안료, 결합제 및 물을 혼합하여 분산액을 형성시키는 단계, 및 그 분산액을 분무 건조시키는 단계를 포함한다. 그 결합제는 입자를 응집체(agglomerate)로 결합시키는데, 그 응집체는 분진화 문제 없이 분말 형태로 취급하기에 보다 용이하다.Processes for the preparation of dry pigment granules are described in WO 01/00712. The method comprises mixing the organic polymer pigment, optionally an inorganic pigment, a binder and water to form a dispersion, and spray drying the dispersion. The binder binds the particles into an agglomerate, which is easier to handle in powder form without the problem of dusting.

WO 01/00713은 플라스틱 중합체 안료를 제조하는 방법에 관한 것으로, 여기서 플라스틱 중합체 안료의 수성 분산액이 건조된다. 얻어진 플라스틱 안료 입자는 정전기력으로 함께 결합되어 응집체를 형성하게 된다.WO 01/00713 relates to a process for preparing plastic polymeric pigments wherein the aqueous dispersion of plastic polymeric pigments is dried. The resulting plastic pigment particles are bound together by electrostatic force to form aggregates.

해당 기술 분야에서는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 벌크 취급 특성을 개선하는 방법에 대한 필요성이 여전히 남아 있다. There remains a need in the art for a method of improving the bulk handling properties of calcium carbonate-containing mineral powders.

따라서, 본 발명의 목적은 분말이 예를 들면 저장, 적재, 하적 및 선적될 때 개선된 벌크 취급 특징을 갖는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 종래의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말보다 더 낮은 저장 용량을 요구하고 따라서 그러한 분말의 저장 비용의 감축을 허용하는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제공하는 것이다. 종래의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 동등하거나 개선된 유동성에서 증가된 벌크 밀도를 갖는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제조하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제공하는 것이 바람직하고, 여기에서는 보다 낮은 에너지 입력이 분말을컨테이너 내로 적재하거나 컨테이너로부터 그 분말을 하적하는데 필요하다. 또한, 증가된 벌크 밀도를 갖는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제공하는 것이 바람직하고, 여기에서는 종래의 탄산칼슘 함유 입자의 모든 다른 특징 및/또는 특성이 적어도 유지되거나 심지어는 개선된다. 또한, 수 중에서 용이하게 현탁될 수 있는 증가된 벌크 밀도를 갖는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제공하는 것이 바람직하다. Therefore, it is an object of the present invention to provide a method for producing calcium carbonate-containing mineral powder having improved bulk handling characteristics when the powder is stored, loaded, unloaded and shipped, for example. Another object of the present invention is to provide a calcium carbonate-containing mineral powder which requires a lower storage capacity than conventional calcium carbonate-containing mineral powder and thus permits reduction of the storage cost of such powder. It is desirable to provide a method for producing a calcium carbonate-containing mineral powder having an increased bulk density in equivalent or improved fluidity compared to conventional calcium carbonate containing mineral powder. It is also desirable to provide a calcium carbonate containing mineral powder wherein a lower energy input is needed to load the powder into the container or unload the powder from the container. In addition, it is desirable to provide calcium carbonate-containing mineral powder with increased bulk density, wherein all other characteristics and / or properties of conventional calcium carbonate-containing particles are at least maintained or even improved. It is also desirable to provide a calcium carbonate-containing mineral powder having an increased bulk density that can be easily suspended in water.

전술한 목적 및 다른 목적은 탄산칼슘 함유 복합 입자(calcium carbonate containing composite particle)를 제조하는 공정(방법)으로서, 하기 단계들: The foregoing and other objects are achieved by a process for producing a calcium carbonate-containing composite particle comprising the steps of:

(a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제공하는 단계,(a) providing at least one calcium carbonate-containing mineral powder,

(b) 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액을 제조하는 단계, 및(b) preparing one or more solutions or emulsions or dispersions of one or more binders, and

(c) 단계(a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 고체 탄산칼슘 함유 복합 입자를 형성하는 양으로 접촉시키는 단계(c) contacting at least one calcium carbonate-containing mineral powder of step (a) in an amount to form a solid calcium carbonate-containing composite particle with at least one solution or emulsion or dispersion of the binder of step (b)

를 포함하고, 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자는, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량에서, 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네말 분말과 비교하여 동등하거나 개선된 유동성(flowability)에서 증가된 벌크 밀도(bulk density)를 갖는 것인 공정을 제공함으로써 해결된다.And the dried calcium carbonate-containing composite particles have an equivalent or improved (relative to the calcium carbonate containing minerals powder provided in step (a)) at a total surface moisture content of less than 0.5% by weight based on the total weight of the composite particles And has an increased bulk density at reduced flowability.

본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 탄산칼슘 함유 복합 입자는 상기 기술된 바와 같은 공정에 의해 얻을 수 있는, 동등하거나 개선된 유동성에서 증가된 벌크 밀도를 갖도록 제공된다. According to another embodiment of the present invention, the calcium carbonate-containing composite particles are provided to have an increased bulk density in equivalent or improved fluidity, which can be obtained by the process as described above.

본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 결합제가 동등하거나 개선된 유동성에서 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 벌크 밀도를 증가시키는데 사용된다. According to another embodiment of the present invention, the binder is used to increase the bulk density of the calcium carbonate-containing mineral powder in equivalent or improved fluidity.

본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 본 발명의 탄산칼슘 함유 복합 입자는 종이 응용 분야에서, 페인트에서 또는 플라스틱에서 사용된다.According to another embodiment of the present invention, the calcium carbonate-containing composite particles of the present invention are used in paper applications, in paints or in plastics.

본 발명의 유리한 실시양태들은 상응하는 종속항에 정의되어 있다.Advantageous embodiments of the invention are defined in the corresponding dependent claims.

하나의 실시양태에 따르면, 건조된 탄산칼슘 함유 입자의 벌크 밀도는, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량에서, 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 5 내지 80%, 바람직하게는 8 내지 60%, 보다 바람직하게는 10 내지 50% 증가된다. According to one embodiment, the bulk density of the dried calcium carbonate-containing particles is compared with the calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) at a total surface moisture content of less than 0.5% by weight based on the total weight of the composite particles By 5 to 80%, preferably by 8 to 60%, more preferably by 10 to 50%.

하나의 실시양태에 따르면, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 GCC 및 PCC, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다. 또다른 실시양태에 따르면, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 분말 입자는 0.1 내지 100 ㎛, 0.3 내지 50 ㎛, 또는 0.4 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5.0 ㎛의 중량 중랑 입자 크기 d 50 값을 갖는다. 또다른 실시양태에 따르면, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 미네말 분말의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.2 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 총 표면 수분 함량을 갖는다.According to one embodiment, the at least one calcium carbonate containing mineral powder provided in step (a) is selected from the group consisting of GCC and PCC, and mixtures thereof. According to another embodiment, the powder particles of the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) have a weight of from 0.1 to 100 mu m, from 0.3 to 50 mu m, or from 0.4 to 10 mu m, preferably from 0.5 to 5.0 mu m Particle size d 50 . According to another embodiment, the one or more calcium carbonate-containing mineral powders provided in step (a) comprise less than 10 wt%, less than 5 wt%, less than 2 wt%, less than 1 wt% Preferably less than 0.5% by weight, more preferably less than 0.2% by weight and most preferably less than 0.1% by weight.

하나의 실시양태에 따르면, 단계(b)에서 제공된 하나 이상의 결합제는 아크릴로니트릴, 부타디엔, 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 스티렌, 스티렌-부타디엔 및 아크릴산 에스테르의 공중합체들, 및 이들의 혼합물 포함하는 군으로부터 선택된 중합체 결합제로부터 선택되고, 바람직하게는 단계(b)에서 제공된 하나 이상의 결합제는 스티렌-아크릴레이트 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 또다른 실시양태에 따르면, 단계(b)에서 제공된 하나 이상의 결합제의 양은 탄산칼슘 함유 미네말 분말의 총 중량을 기준으로 하여 10 중량% 미만, 바람직하게는 7 중량% 미만, 보다 바람직하게는 5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 내지 4 중량%이다. According to one embodiment, the at least one binder provided in step (b) is selected from the group consisting of copolymers of acrylonitrile, butadiene, acrylate, butyl acrylate, styrene, styrene-butadiene and acrylic acid esters, , And preferably the at least one binder provided in step (b) is selected from the group comprising styrene-acrylate copolymers and styrene-butadiene copolymers, and mixtures thereof. According to another embodiment, the amount of the at least one binder provided in step (b) is less than 10 wt%, preferably less than 7 wt%, more preferably less than 5 wt%, based on the total weight of the calcium carbonate containing minerals powder %, Most preferably 0.1 to 4 wt%.

하나의 실시양태에 따르면, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 단계(c) 전에, 중에 또는 후에 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉하게 된다. 또다른 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체는 선형 폴리에틸렌이민, 또는 폴리아민 아미드 에피클로로히드린 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 또다른 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체의 양은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 1.0 중량% 미만, 바람직하게는 0.8 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.2 중량% 미만이다.According to one embodiment, the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) is brought into contact with at least one solution or emulsion or dispersion of one or more cationic polymers before, during or after step (c). According to another embodiment, the at least one cationic polymer is selected from linear polyethyleneimines, or polyamine amide epichlorohydrin or mixtures thereof. According to another embodiment, the amount of the at least one cationic polymer is less than 1.0% by weight, preferably less than 0.8% by weight, more preferably less than 0.5% by weight, most preferably less than 0.5% by weight based on the total weight of the calcium carbonate- Is less than 0.2% by weight.

하나의 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 5℃ 내지 140℃, 바람직하게는 10 내지 110℃, 가장 바람직하게는 20℃ 내지 105℃, 또는 40 내지 105℃의 온도에서 수행된다.According to one embodiment, process step (c) is carried out at a temperature of from 5 캜 to 140 캜, preferably from 10 to 110 캜, most preferably from 20 캜 to 105 캜, or from 40 to 105 캜.

하나 실시양태에 따르면, 본 발명의 공정은 추가의 단계(d)를 포함하고, 여기에서는 단계(c)에서 얻어지는 탄산칼슘 함유 복합 입자는 건조되는데, 바람직하게는 복합 입자의 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만, 0.8 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.2 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 총 표면 수분 함량으로 건조된다.According to one embodiment, the process of the present invention comprises a further step (d) wherein the calcium carbonate-containing multiparticulates obtained in step (c) are dried, preferably 1 Less than 0.8 wt.%, Less than 0.5 wt.%, Preferably less than 0.2 wt.%, Most preferably less than 0.1 wt.% Of the total surface moisture content.

또다른 실시양태에 따르면, 본 발명의 공정은 추가 단계(e)를 포함하고, 여기에서는 단계(d)에서 얻어지는 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자는 원하지 않은 보다 큰 입자를 제거하도록, 바람직하게는 100 ㎛ 초과, 바람직하게는 50 ㎛ 초과, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 초과인 입자를 제거하도록 선별 및/또는 공기 분류된다. According to another embodiment, the process of the present invention comprises an additional step (e) wherein the dried calcium carbonate-containing multiparticulates obtained in step (d) are desalted to remove undesired larger particles, preferably 100 And are sorted and / or pneumatically sorted to remove particles that are greater than, preferably greater than 50 microns, and more preferably greater than 20 microns.

하나의 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 분쇄 장치에서, 바람직하게는 볼 밀에서, 바람직하게는 공정 단계(c) 동안 형성된 응집체(agglomerate) 및/또는 집합체(aggregate)를 다시 분쇄 장치의 유입구 내로 재순환시키는 사이클론 장치와의 조합으로 수행된다. 또다른 실시양태에 따르면, 공정 단계(c) 동안 형성된 탄산칼슘 함유 복합 입자는 보다 작은 입자로 분할된다.According to one embodiment, process step (c) is carried out in a grinding apparatus, preferably in a ball mill, preferably agglomerates and / or aggregates formed during process step (c) In combination with a cyclone device that recirculates into the inlet. According to another embodiment, the calcium carbonate-containing composite particles formed during process step (c) are divided into smaller particles.

하나의 실시양태에 따르면, 슬러리는 공정 단계(c)에서 얻어지는 탄산칼슘 함유 복합 입자로부터, 물 및 임의로 분산제의 첨가에 의해 제조된다. 또다른 실시양태에 따르면, 분산제는 2000 내지 15000 g/mol, 바람직하게는 3000 내지 7000 g/mol, 가장 바람직하게는 3500 내지 6000 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는 나트륨 폴리아크릴레이트이다. 또다른 실시양태에 따르면, 슬러리는 슬러리의 총 중량을 기준으로 10 내지 82 중량%, 바람직하게는 50 내지 81 중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 70 중량% 또는 70 내지 78 중량%의 고체 함량을 갖는다.According to one embodiment, the slurry is prepared from the calcium carbonate-containing multiparticulates obtained in process step (c) by the addition of water and optionally a dispersant. According to yet other embodiments, the dispersing agent is sodium polyacrylate having a weight average molecular weight M w of 2000 to 15000 g / mol, preferably 3000 to 7000 g / mol, and most preferably from 3500 to 6000 g / mol. According to another embodiment, the slurry has a solids content of 10 to 82 wt%, preferably 50 to 81 wt%, more preferably 60 to 70 wt% or 70 to 78 wt%, based on the total weight of the slurry .

본 발명에서 사용된 바와 같이 용어 "결합제"는 혼합물로 2 종 이상의 다른 물질을 함께 결합시키는데 종래 사용되는 화합물이다. 그러나, 본 발명의 공정에서, 결합제는 집합 이외의 효과, 즉 동등하거나 개선된 유동성에서 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 벌크 밀도를 개선하는 효과를 갖는다. The term "binder" as used herein is a compound conventionally used to bind two or more different materials together as a mixture. However, in the process of the present invention, the binder has the effect of improving the bulk density of the calcium carbonate-containing mineral powder in an effect other than aggregation, i.e., equivalent or improved flowability.

본 발명의 의미에서 "벌크 밀도"는 분말, 과립 및 다른 "분할된" 고체의 특성이고 그 물질의 다수 입자의 질량을 이들이 점유하는 총 부피로 나눈 값으로서 정의된다. 그 총 부피는 입자 부피, 입자간 공극 부피 및 내부 소공 부피를 포함한다. 본 발명의 벌크 밀도는 Powder Rheometer System FT4(Freeman Technology Ltd., 영국)에 의해 측정될 수 있으며, 그리고 kg/dm3으로 특정된다."Bulk density" in the sense of the present invention is defined as the characteristic of powder, granules and other "divided" solids and the mass of the majority of the material divided by the total volume occupied by them. The total volume includes particle volume, interparticle void volume, and internal pore volume. The bulk density of the present invention can be measured by the Powder Rheometer System FT4 (Freeman Technology Ltd., England) and is specified in kg / dm 3 .

본 발명의 목적상, 용어 "탄산칼슘 함유 미네랄 분말"은 "분쇄된 탄산칼슘"(GCC: ground calcium carbonate) 및/또는 "침전된 탄산칼슘"(PCC: precipitated calcium carbonate)을 포함한다. 하나이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만의 총 표면 수분 함량을 갖는다.For the purpose of the present invention, the term "calcium carbonate-containing mineral powder" includes "ground calcium carbonate" (GCC) and / or "precipitated calcium carbonate" (PCC). The at least one calcium carbonate-containing mineral powder has a total surface moisture content of less than 10% by weight based on the total weight of the mineral powder.

용어 "건조된" 탄산칼슘 함유 복합 입자는 복합 입자의 총 중량을 기준으로 하여 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.2 중량% 미만의 총 표면 수분 함량을 갖는 탄산칼슘 함유 복합 입자를 의미한다. The term "dried" calcium carbonate containing multiparticulates means a calcium carbonate containing multiparticulate having a total surface moisture content of less than 0.5% by weight, preferably less than 0.2% by weight, based on the total weight of the multiparticulates.

본 발명에 사용된 바와 같이 용어 "에너지 소비(energy comsumption)"는 1000 kg(one metric ton)의 분말 또는 입자를 이동시키는데 요구되는 에너지에 대한 측정치이다. 본 발명의 전반에 걸쳐서, 에너지 소비는 벌크 고체의 "유동 특성"에 대한 측정치로서 사용되는데, 에너지 소비가 작으면 작을수록 벌크 고체의 유동성이 더욱 더 우수하게 된다. 본 발명의 에너지 "소비"는 Powder Rheometer System FT4 (Freeman Technology Ltd., 영국)를 사용하여 측정될 수 있으며, 그리고 kJ/t로 특정된다.As used herein, the term "energy comsumption" is a measure of the energy required to transport one thousand metric tons of powder or particles. Throughout the present invention, energy consumption is used as a measure for the "flow properties" of bulk solids, the smaller the energy consumption, the better the fluidity of the bulk solids. The energy "consumption" of the present invention can be measured using a Powder Rheometer System FT4 (Freeman Technology Ltd., UK) and is specified in kJ / t.

본 발명의 의미에서 "유동성"은 분말, 과립 및 다른 "분할된" 고체의 특성이며, 그리고 분말 생성물의 분말 이동에 있어 에너지 소비에 의해 정의된다. 본 발명의 유동성은 Powder Rheometer System FT4(Freeman Technology Ltd., 영국)에 의해 측정될 수 있으며 kJ/t로 특정된다.In the sense of the present invention, "fluidity" is a characteristic of powders, granules and other "divided" solids and is defined by the energy consumption in powder movement of the powder product. The fluidity of the present invention can be measured by the Powder Rheometer System FT4 (Freeman Technology Ltd., UK) and is specified in kJ / t.

본 발명의 의미에서 "분쇄된 탄산칼슘(GCC)"은 대리석, 백악 또는 석회석을 비롯한 천연 공급원으로부터 얻어지며 그리고 습식 및/또는 건식 분쇄, 습윤 상태 및/또는 건조 후의 선별 및/또는 분획화와 같은 처리에 의해, 예를 들면 원심분리 또는 사이클론에 의해 처리된다."Grinded calcium carbonate (GCC)" in the sense of the present invention is obtained from a natural source including marble, chalk or limestone and can be obtained by wet and / or dry grinding, wetting and / or after screening and / For example by centrifugation or cyclone.

본 문서 전반에 걸쳐서, 탄산칼슘 생성물의 "입자 크기"는 입자 크기의 분포에 의해 설명된다. 값 d x 는 입자의 x 중량%가 d x보다 작은 직경을 갖는 것에 상대적인 직경을 나타낸다. 이는 d 20 값이 모든 입자의 20 중량%가 보다 작은 입자 크기이고, d 75 값이 모든 입자의 75 중량%가 보다 작은 입자 크기임을 의미한다. 따라서, 따라서 d 50 값은 중량 중앙 입자 크기이고, 즉 모든 입자의 50 중량%는 그러한 입자 크기보다 더 크거나 더 작다. 본 발명의 목적상, 입자 크기는 달리 지시되어 있지 않다면 중량 중앙 입자 크기 d50로서 특정된다. 0.5 ㎛ 초과의 d50를 갖는 입자에 대한 중량 중앙 평균 입자 크기 d50 값을 측정하기 위해서, Sedigraph 5100 장치( 미국, Micromeritics)를 이용할 수 있다.Throughout this document, the "particle size" of the calcium carbonate product is accounted for by the distribution of particle sizes. The value d x represents the diameter relative to the x weight percent of the particles having a diameter less than d x . This d 20 Value means that 20 wt% of all particles are of smaller particle size, and the value of d 75 means that 75 wt% of all particles are of smaller particle size. Thus, therefore, d 50 The value is the weighted median particle size, i.e. 50 wt% of all particles are larger or smaller than such particle size. For purposes of the present invention, the particle size is specified as the weighted median particle size d 50 , unless otherwise indicated. A Sedigraph 5100 instrument (Micromeritics, USA) can be used to measure the weighted average particle size d 50 value for particles having a d 50 of greater than 0.5 μm.

본 발명의 의미에서 "침전된 탄산칼슘(PCC)"은 일반적으로 수성 환경에서 이산화탄소와 석회석의 반응을 수행하여 침전시킴으로써 또는 수중에서 칼슘 및 탄산염 공급원, 예를 들면 탄산나트륨 및 염화칼슘을 침전시킴으로써 얻어진다. In the sense of the present invention, "precipitated calcium carbonate (PCC)" is generally obtained by precipitating by carrying out the reaction of carbon dioxide with limestone in an aqueous environment or by precipitating calcium and carbonate sources such as sodium carbonate and calcium chloride in water.

본 발명에서 사용된 바와 같은 용어 "분말"은 분말의 총 중량을 기준으로 하여 90 중량% 이상의 무기 미네랄 물질의 고체 미네랄 분말을 포함하고, 여기서 분말 입자는 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 50 ㎛ 미만, 보다 바람직하게는 10 ㎛ 미만, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 5.0 ㎛의 d50 값을 갖는다.The term "powder " as used in the present invention includes solid mineral powder of at least 90% by weight, based on the total weight of the powder, of inorganic mineral material, wherein the powder particles have a particle size of less than 100 m, preferably less than 50 m, and more preferably less than 10 ㎛, most preferably of 5.0 to 0.5 ㎛ ㎛ d 50 value.

본 발명의 목적상, "슬러리"는 불용성 고체 및 물을 포함하고, 임의로 추가 첨가제를 포함하고, 보통 다량의 고체를 함유하며, 따라서 그것이 형성되는 액체보다 더 높은 점성이고 일반적으로 고 높은 밀도를 갖는다. For purposes of the present invention, a "slurry" includes an insoluble solid and water, optionally containing further additives, usually containing a large amount of solids and thus having a higher viscosity and generally a higher density than the liquid in which it is formed .

본 발명의 의미에서 용어 "고체" 탄산칼슘 함유 복합 입자는 복합 입자의 총 중량을 기준으로 하여 90 중량% 이상의 고체 함량을 갖는 탄산칼슘 함유 복합 입자를 의미한다.The term "solid" calcium carbonate-containing composite particle in the sense of the present invention means a composite particle containing calcium carbonate having a solids content of at least 90% by weight, based on the total weight of the composite particle.

본 발명의 목적상, 용어 "총 표면 수분 함량(total surface moisture content)"은 탄산칼슘 함유 미네말 분말 및/또는 탄산칼슘 함유 복합 입자의 표면 및 탄산칼슘 함유 미네말 분말 및/또는 탄산칼슘 함유 복합 입자 내의 소공 상에 흡수된 물의 양을 의미한다. 본 발명의 물 중량%는 Coulometric Karl Fischer 측정 방법에 따라 측정되고, 여기서 미네랄 분말 및/또는 복합 입자는 220℃로 가열되고, 질소 기체 스트림(100 ml/min)을 사용하여 증기로서 방출되고 단리된 물 함량은 Coulometric Karl Fischer 유닛에서 측정된다.For the purpose of the present invention, the term "total surface moisture content" refers to the surface of a composite particle containing calcium carbonate-containing minerals and / or calcium carbonate, and a composite particle containing calcium carbonate-containing minerals powder and / Means the amount of water absorbed in the pores in the particle. The water weight% of the present invention is measured according to the Coulometric Karl Fischer measurement method wherein the mineral powder and / or composite particles are heated to 220 ° C and discharged as a vapor using a nitrogen gas stream (100 ml / min) The water content is measured in a Coulometric Karl Fischer unit.

동등하거나 개선된 유동성에서 증가된 벌크 밀도를 갖는 탄산칼슘 함유 복합 입자를 제조하는 본 발명의 공정은 (a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제공하는 단계, (b) 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액을 제조하는 단계, (c) 단계(a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 고체 탄산칼슘 함유 복합 입자를 형성하는 양으로 접촉시키는 단계를 포함하고, 여기서 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자는, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 하여 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량에서, 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 동등하거나 개선된 유동성에서 증가된 벌크 밀도를 갖는다.The process of the present invention for producing calcium carbonate-containing multiparticulates with increased bulk density in equivalent or improved fluidity comprises the steps of (a) providing one or more calcium carbonate containing mineral powders, (b) providing one or more solutions of one or more binders (C) mixing one or more calcium carbonate-containing mineral powders of step (a) with one or more solutions or emulsions or dispersions of the binder of step (b) in an amount to form solid calcium carbonate-containing multiparticulates Wherein the dried calcium carbonate composite particles have a total surface water content of less than 0.5% by weight, based on the total weight of the composite particles, of the calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) Have an increased bulk density in equivalent or improved fluidity as compared.

발명자들은 놀랍게도 탄산칼슘 함유 미네말 분말의 벌크 밀도가 동등하거나 개선된 유동성에서 건조 탄산칼슘 함유 미네말 분말을 결합제의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉시킴으로써 개선될 수 있다는 점을 발견하게 되었다.The inventors have surprisingly found that the bulk density of calcium carbonate containing minerals powders can be improved by contacting the dry calcium carbonate containing minerals powders with a solution or emulsion or dispersion of binder in an equivalent or improved flowability.

임의의 이론에 구속하고자 하는 것은 아니지만, 결합제는 탄산칼슘 함유 미네말 분말의 입자 형성을 변경하고 분말 입자의 집합에 반대 작용하는 것으로 간주된다. 이는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 포장 및 유동 특성에서 개선을 결과적으로 생성한다. 그러나, 탄산칼슘 함유 분말의 특징은 본 발명의 방법에 의해 임의의 실질적인 정도로 손상되지 않으며, 즉 바람직한 물질 특징, 예컨대 불투명도, 결합 특성 등의 모두가 실질적으로 손상되지 않은 상태로 유지되거나 휠씬 더 개선된다. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the binder modifies the particle formation of the calcium carbonate containing minerals powder and acts counter to the set of powder particles. This results in an improvement in the packing and flow properties of the calcium carbonate-containing mineral powder. However, the characteristics of the calcium carbonate-containing powder are not impaired to any substantial extent by the process of the present invention, i.e. all of the desired material properties, such as opacity, bonding properties, etc., remain substantially undamaged or even further improved .

공정 단계(a): 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말Process step (a): one or more calcium carbonate-containing mineral powders

본 발명의 공정에서 사용될 수 있는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 탄산칼슘, 예를 들면 분쇄된 탄산칼슘(GCC) 또는 침전된 탄산칼슘(PCC), 또는 이들의 혼합물의 형태로 존재하는 탄산칼슘을 포함할 수 있다.One or more calcium carbonate containing mineral powders that may be used in the process of the present invention may be calcium carbonate, for example, calcium carbonate present in the form of ground calcium carbonate (GCC) or precipitated calcium carbonate (PCC) .

천연 분쇄된 탄산칼슘(GCC)은, 예를 들면 대리석, 석회암, 백악 및/또는 돌로마이트 중 하나 이상을 특징으로 가질 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에 따르면, GCC는 건식 분쇄에 의해 얻어진다. 본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, GCC는 습식 분쇄 및 후속적인 건조에 의해 얻어진다.Natural ground calcium carbonate (GCC) may be characterized, for example, by one or more of marble, limestone, chalk and / or dolomite. According to one embodiment of the present invention, the GCC is obtained by dry milling. According to another embodiment of the present invention, the GCC is obtained by wet grinding and subsequent drying.

일반적으로, 분쇄 단계는 임의 종래 분쇄 장치, 예를 들면 개선이 이차 바디, 즉 볼 밀, 로드 밀, 진동 밀, 롤 크러셔(crusher), 원심 충격 밀, 수직 비드 밀, 마멸(attrition) 밀, 핀 밀, 해머 밀, 미분쇄기(pulveriser), 파쇄기(shredder), 디클럼퍼(de-clumper), 나이프 커터, 또는 당업자에게 공지된 다른 장비 중 하나 이상에서의 이차 바디에 의한 충격으로부터 주로 결과로서 생성되도록 한 조건 하에, 수행될 수 있다. 탄산칼슘 함유 미네랄 분말이 습식 분쇄된 탄산칼슘 함유 미네랄 물질을 포함하는 경우, 분쇄 단계는 자생적 분쇄가 일어나고/나거나, 수평 볼 분쇄 및/또는 당업자에게 공지된 다른 그러한 공정에 의해 발생하도록 한 조건 하에 수행될 수 있다. 이렇게 얻어지는 습식 처리되는 분쇄된 탄산칼슘 함유 미네랄 물질은 건조 전에 세척될 수 있고 잘 알려진 공정에 의해, 예를 들면 집합, 여과 또는 강제 증발에 의해 탈수될 수 있다. 후속하는 건조 단계는 분무 건조와 같은 단일 단계로 수행될 수 있거나, 또는 적어도 2 단계로 수행될 수도 있다. 또한, 그러한 미네랄 물질은 선광 단계(예컨대, 부유, 표백 또는 자성 분리 단계)를 수행하여 불순물을 제거하는 것이 일반적이다.Generally, the grinding step is carried out in the presence of any conventional grinding apparatus, for example, a secondary body such as a ball mill, a rod mill, a vibrating mill, a crusher, a centrifugal impact mill, a vertical bead mill, To be primarily produced as a result of secondary body impact at one or more of the following: at least one of a mill, a hammer mill, a pulveriser, a shredder, a de-clumper, a knife cutter, or other equipment known to those skilled in the art Under one condition. When the calcium carbonate-containing mineral powder comprises a wet-milled calcium carbonate-containing mineral material, the milling step is carried out under conditions such that autogenous milling occurs and / or occurs by horizontal ball milling and / or other such processes known to those skilled in the art . The wet treated pulverized calcium carbonate-containing mineral material thus obtained can be washed before drying and can be dehydrated by well known processes, for example, by agglomeration, filtration or forced evaporation. Subsequent drying steps may be performed in a single step such as spray drying, or may be carried out in at least two stages. Further, such mineral materials are generally subjected to a beneficiation step (e.g., float, bleaching or magnetic separation step) to remove impurities.

침전된 탄산칼슘(PCC)은 예를 들면 아라고나이트형, 바터라이트형 및/또는 칼사이트형 광물학적 결정 형태 중 하나 이상을 특징으로 나타낼 수 있다. 아라고나이트는 일반적으로 침상 형태로 존재하고, 반면에 바터라이트형은 육방정계에 속한다. 칼사이트는 삼각면체, 다면체(prismatic), 구체, 및 능면체 형태를 형성할 수 있다. PCC는 상이한 방식으로, 예를 들면 이산화탄소에 의한 침전, 소다 석회 공정, 또는 PCC가 암모니아 제조의 부산물인 솔베이 공정에 의해 제조될 수 있다. 얻어진 PCC 슬러리는 기계적으로 탈수 및 건조될 수 있다.The precipitated calcium carbonate (PCC) may, for example, be characterized by one or more of aragonite, bartterite and / or calcite-type mineralogical crystalline forms. Aragonite is generally present in the form of needles, while the baterite type is in the hexagonal system. Calcite can form triangular, prismatic, spherical, and rhombohedral forms. The PCC can be prepared in a different way, for example by precipitation with carbon dioxide, soda lime process, or by the Solvay process, which is a by-product of ammonia production of PCC. The resulting PCC slurry can be mechanically dehydrated and dried.

본 발명의 하나의 실시양태에 따르면, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 GCC 및 PCC, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다. According to one embodiment of the present invention, the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) is selected from the group consisting of GCC and PCC, and mixtures thereof.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 분쇄된 탄산칼슘(GCC)을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the at least one calcium carbonate-containing mineral powder comprises ground calcium carbonate (GCC).

탄산칼슘 이외에도, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 추가의 금속 산화물, 예컨대 이산화티탄 및/또는 삼산화알루미늄, 금속 수산화물, 예컨대 삼수산화알루미늄, 금속 염, 예컨대 황산염, 규산염, 예컨대 탈크 및/또는 카올린 점토 및/또는 마이카, 탄산염, 예컨대 탄산마그네슘, 및/또는 석고, 사틴 화이트 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.In addition to calcium carbonate, the calcium carbonate-containing mineral powder may contain further metal oxides such as titanium dioxide and / or aluminum trioxide, metal hydroxides such as aluminum trihydroxide, metal salts such as sulfates, silicates such as talc and / or kaolin clay and / Mica, carbonates such as magnesium carbonate, and / or gypsum, satin white, and mixtures thereof.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말 내의 탄산칼슘의 양은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 90 중량% 이상, 예를 들면 95 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상, 보다 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 또는 가장 바람직하게는 99.8 중량% 이상이다.According to one embodiment of the present invention, the amount of calcium carbonate in the calcium carbonate-containing mineral powder is at least 90% by weight, for example at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight, based on the total weight of the calcium carbonate- , More preferably at least 99.5 wt%, or most preferably at least 99.8 wt%.

하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 표면 수분 함량은 그 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 하여 10 중량% 미만이다. 본 발명의 한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 수분 함량은 그 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.2 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만이다.The total surface moisture content of the at least one calcium carbonate-containing mineral powder is less than 10% by weight based on the total weight of the mineral powder. According to one embodiment of the present invention, the moisture content of the one or more calcium carbonate containing mineral powders is less than 10% by weight, less than 5% by weight, less than 2% by weight, less than 1% by weight based on the total weight of the mineral powder Less than 0.5% by weight, more preferably less than 0.2% by weight, most preferably less than 0.1% by weight.

하나의 바람직한 실시양태에서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 상대 습도 50%를 갖는 수분 대기에 23℃에서 48 시간 동안 노출한 후에도 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 1.0 중량%, 바람직하게는 0.02 중량% 내지 0.9 중량%, 보다 바람직하게는 0.03 중량% 내지 0.09 중량%의 총 표면 수분 함량을 갖는다.In one preferred embodiment, the one or more calcium carbonate-containing mineral powders are present in a moisture atmosphere having a relative humidity of 50%, even after 48 hours of exposure at 23 < 0 > C, %, Preferably 0.02 wt.% To 0.9 wt.%, More preferably 0.03 wt.% To 0.09 wt.% Of the total surface moisture content.

탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 분말 입자는 0.1 내지 100 ㎛, 0.3 내지 50 ㎛, 또는 0.4 내지 10 ㎛의 d50 값을 특징으로 가질 수 있다. 바람직하게는, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 분말 입자는 약 0.5 내지 5.0 ㎛의 d50 값을 갖는다.The powder particles of the calcium carbonate-containing mineral powder may have a d 50 value of 0.1 to 100 μm, 0.3 to 50 μm, or 0.4 to 10 μm. Preferably, the powder of the calcium carbonate-containing mineral powder has a d 50 value of about 0.5 to 5.0 μm.

공정 단계(b): 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액Process step (b): one or more solutions or emulsions or dispersions of one or more binders

본 발명 공정의 단계(b)에서, 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액이 제조된다. 적합한 결합제로는 예를 들면 천연 기원의 결합제, 예를 들면 전분, 단백질, 예컨대 카제인, 셀룰로즈 및 셀룰로즈 유도체, 예컨대 에틸히드록시에틸 셀룰로즈(EHEC) 및/또는 카르복시메틸셀룰로즈(CMC), 또는 합성 결합제, 예를 들면 폴리비닐 아세테이트(PVA), 아크릴 결합제, 예컨대 아크릴 에스테르 결합제 및/또는 아크릴로니트릴 결합제 및/또는 스티렌-아크릴레이트 결합제, 스티렌 결합제, 스티렌-부타디엔 결합제 및 부타디엔 결합제, 또는 이들의 혼합물이 있다.In step (b) of the process of the present invention, one or more solutions or emulsions or dispersions of one or more binders are prepared. Suitable binders include, for example, binders of natural origin such as starches, proteins such as casein, cellulose and cellulose derivatives such as ethylhydroxyethylcellulose (EHEC) and / or carboxymethylcellulose (CMC) For example, polyvinyl acetate (PVA), acrylic binders such as acrylic ester binders and / or acrylonitrile binders and / or styrene-acrylate binders, styrene binders, styrene-butadiene binders and butadiene binders, .

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면 하나 이상의 결합제는 합성 결합제, 예를 들면 중합체 결합제이다.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one binder is a synthetic binder, for example a polymer binder.

본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제는 아크릴로니트릴, 부타디엔, 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 스티렌, 스티렌-부타디엔, 및 아크릴 에스테르의 공중합체들, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체 결합제이다. 적합한 중합체 결합제의 예로는 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리우레탄 라텍스, 폴리에스테르 라텍스, 폴리(n-부틸 아크릴레이트), 폴리(n-부틸 메타크릴레이트), 폴리(2-에틸렌헥실 아크릴레이트), n-부틸아크릴레이트와 에틸아크릴레이트의 공중합체, 또는 비닐아세테이트와 n-부틸아크릴레이트의 공중합체가 있다.According to another embodiment of the present invention, the one or more binders are selected from the group consisting of copolymers of acrylonitrile, butadiene, acrylate, butyl acrylate, styrene, styrene-butadiene, and acrylic esters, Polymeric binder. Examples of suitable polymeric binders include poly (styrene-co-butadiene), polyurethane latex, polyester latex, poly (n-butyl acrylate), poly (n-butyl methacrylate) ), copolymers of n-butyl acrylate and ethyl acrylate, or copolymers of vinyl acetate and n-butyl acrylate.

본 발명의 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제는 음이온성 중합체 결합제이다. 적합한 음이온성 중합체 결합제의 예로는 카르복실레이트 함유 중합체, 예를 들면 올레핀계 불포화 카르복실산, 예컨대 모노카르복실산(예, 아크릴산 및/또는 메타크릴산), 또는 예컨대 디카르복실산(예, 말레산 또는 말레산 무수물 및/또는 푸마르산 및/또는 이타콘산 및/또는 시트라콘산), 또는 예컨대 트리카르복실산(예, 아코니트산)와, 아크릴로니트릴, 부타디엔, 모노비닐리덴 방향족 단량체, 예컨대 스티렌 및 스트렌 유도체(예, 알파-메틸스티렌 및/또는 오르토-, 메타-, 파라-메틸스티렌, 스티렌-부타디엔), 올레핀계 불포화 에스테르, 예컨대 아크릴산 및/또는 메타크릴산 알킬 에스테르(예, 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트)와의 조합된 공중합체들 및 이들의 혼합물이 있다. 적합한 중합체 결합제에 대한 예로는 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리우레탄 라텍스, 폴리에스테르 라텍스, 폴리(n-부틸 아크릴레이트), 폴리(n-부틸 메타크릴레이트), 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트), n-부틸아크릴레이트와 에틸아크릴레이트의 공중합체, 또는 비닐아세테이트와 n-부틸아크릴레이트의 공중합체가 있다.According to an embodiment of the present invention, the at least one binder is an anionic polymer binder. Examples of suitable anionic polymeric binders include carboxylate containing polymers such as olefinically unsaturated carboxylic acids such as monocarboxylic acids (e.g., acrylic acid and / or methacrylic acid) or such as dicarboxylic acids (e.g., Maleic acid or maleic anhydride and / or fumaric acid and / or itaconic acid and / or citraconic acid), or such as tricarboxylic acids (such as aconitic acid) and acrylonitrile, butadiene, monovinylidene aromatic monomers, Such as styrene and styrene derivatives such as alpha-methylstyrene and / or ortho-, meta-, para-methylstyrene, styrene-butadiene, olefinically unsaturated esters such as acrylic acid and / or methacrylic acid alkyl esters, Butyl acrylate, ethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, butyl methacrylate), and mixtures thereof. Examples of suitable polymeric binders include poly (styrene-co-butadiene), polyurethane latex, polyester latex, poly (n-butyl acrylate), poly (n-butyl methacrylate) A copolymer of n-butyl acrylate and ethyl acrylate, or a copolymer of vinyl acetate and n-butyl acrylate.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제는 에틸렌 메틸 아크릴레이트, 에틸렌 아크릴산의 단독중합체 및/또는 공중합체, 폴리아세테이트, 폴리부틸렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리프탈레이트 카르보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산, 스티렌 아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트, 폴리에테르설폰, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 비닐 아세테이트, 나일론, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드, 에틸렌 비닐 알콜, 폴리카르보네이트, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리옥시메틸 메타크릴레이트, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성 중합체이다. 그 단독중합체 및/또는 공중합체는 가교성 또는 비가교성일 수 있다. 하나의 예시적인 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제는 C3-C12-α-올레핀의 공단량체, 바람직하게는 부트-1-엔, 헥스-1-엔, 4-메틸-펜트-1-엔, 헵트-1-엔, 옥트-1-엔, 및 데크-1-엔으로부터 선택된 것, 보다 바람직하게는 부트-1-엔 및 헥스-1-엔을 포함하는 군으로부터 선택된 것을 포함하는 열가소성 중합체이다.According to a preferred embodiment of the present invention, the at least one binder is selected from the group consisting of ethylene methyl acrylate, homopolymers and / or copolymers of ethylene acrylic acid, polyacetates, polybutylenes, polybutyleneterephthalates, polyphthalate carbonates, But are not limited to, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, maleic anhydride, phthalate, polylactic acid, styrene acrylonitrile, acrylonitrile styrene acrylate, polyethersulfone, polystyrene, polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetate, nylon, Acrylonitrile butadiene styrene, polyoxymethylene, polyoxymethyl methacrylate, or a mixture thereof. The term " thermoplastic polymer " The homopolymers and / or copolymers may be cross-linkable or non-cross-linkable. According to one exemplary embodiment, the at least one binder is selected from the group consisting of comonomers of C 3 -C 12 - α-olefins, preferably butyne-1-enes, hex-1-enes, 4-methyl- , Hept-1-ene, oct-1-ene, and de-1-ene, more preferably selected from the group consisting of but-1-ene and hex-1-ene .

바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제는 스티렌-아크릴레이트-공중합체 및 스티렌-부타디엔-공중합체, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.According to a preferred embodiment, the at least one binder is selected from the group comprising styrene-acrylate-copolymers and styrene-butadiene-copolymers, and mixtures thereof.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제의 용액 또는 에멀션 또는 분산액은 수계 용액 또는 에멀션 또는 분산액이고, 즉 그 용액 또는 에멀션 또는 분산액을 제조하는 사용된 용매가 물이다.According to one embodiment of the invention, the solution or emulsion or dispersion of the one or more binders is an aqueous solution or emulsion or dispersion, i.e. the solvent used to make the solution or emulsion or dispersion is water.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제는 수계 분산액의 형태로 제공된다. 결합제가 분산액의 형태로 제공되는 경우, 결합제의 입자 크기는 10 내지 800 nm, 바람직하게는 20 내지 500 nm, 보다 바람직하게는 25 내지 100 nm의 d50 값을 가질 수 있다. 그러나, 하나 이상의 결합제는 또한 용액 또는 에멀션의 형태로 또는 용액 및/또는 에멀션 및/또는 분산액의 혼합물의 형태로 제공될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the one or more binders are provided in the form of an aqueous dispersion. When the binder is provided in the form of a dispersion, the particle size of the binder may have a d 50 value of from 10 to 800 nm, preferably from 20 to 500 nm, more preferably from 25 to 100 nm. However, the one or more binders may also be provided in the form of a solution or emulsion or in the form of a solution and / or a mixture of emulsions and / or dispersions.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 결합제의 양은, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로, 10 중량% 미만, 바람직하게는 7 중량% 미만, 보다 바람직하게는 5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 내지 4 중량%이다.According to one embodiment of the present invention, the amount of the at least one binder is less than 10% by weight, preferably less than 7% by weight, more preferably less than 5% by weight, most preferably less than 10% by weight based on the total weight of the calcium carbonate- Preferably 0.1 to 4% by weight.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 단계(b)의 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액은 용액 또는 에멀션 또는 분산액의 총 중량을 기준으로 10 내지 70 중량%의 결합제, 바람직하게는 40 내지 65 중량%의 결합제, 보다 바람직하게는 45 내지 55 중량%의 결합제를 함유한다.According to one embodiment of the invention, one or more solutions or emulsions or dispersions of the one or more binders of step (b) comprise 10 to 70 wt% binder, preferably 40 to 80 wt%, based on the total weight of the solution or emulsion or dispersion, 65% by weight of the binder, more preferably 45 to 55% by weight of the binder.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 단계(b)의 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액의 양은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만, 바람직하게는 7 중량% 미만, 보다 바람직하게는 5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 내지 4 중량%이다.According to one embodiment of the invention, the amount of at least one solution or emulsion or dispersion of one or more of the binders of step (b) is less than 10% by weight, preferably less than 7% by weight, based on the total weight of the calcium carbonate- , More preferably less than 5 wt%, and most preferably 0.1 to 4 wt%.

공정 단계(c): 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 결합제와의 접촉 단계Process step (c): Step of contacting the calcium carbonate-containing mineral powder with the binder

공정 단계(c)에서, 단계(a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 고체 탄산칼슘 함유 복합 입자를 형성하는 양으로 접촉하게 된다. In process step (c), the one or more calcium carbonate-containing mineral powders of step (a) are brought into contact with one or more solutions or emulsions or dispersions of the binder of step (b) in an amount to form solid calcium carbonate-containing multiparticulates.

단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액, 및 임의로 추가의 성분은 고체 탄산칼슘 함유 복합 입자를 형성하는 양으로 첨가된다. 단계(b)의 결합제의 용액 또는 에멀션 또는 분산액, 및 임의로 추가 성분은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말에, 고체 생성물, 즉 생성물의 총 중량을 기준으로 하여 90 중량% 이상의 최종 고체 함량을 갖는 생성물이 얻어지는 것을 보장하는 양으로 첨가된다는 점을 유의해야 한다. 바꾸어 말하면, 단계(b)의 결합제의 용액 또는 에멀션 또는 분산액, 및 임의 추가 성분을 다양으로 첨가하는 것에 의한 액체 반응 혼합물의 형성은, 필요하다면, 열 및/진공에 의해, 회피되어야 한다.The one or more solutions or emulsions or dispersions of the binder of step (b), and optionally further components, are added in an amount to form solid calcium carbonate-containing multiparticulates. The solution or emulsion or dispersion of the binder of step (b), and optionally further components, can be obtained by adding to the calcium carbonate-containing mineral powder a solid product, i. E. A product having a final solids content of at least 90 wt.%, Based on the total weight of the product It should be noted that the amount added is ensured. In other words, the formation of the liquid reaction mixture by variously adding a solution or emulsion or dispersion of the binder of step (b), and optionally further components, should be avoided, if necessary, by heat and / or vacuum.

하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과의 접촉 단계는 혼합 및/또는 균질화 조건 하에서 수행될 수 있다. 해당 기술 분야의 당업자면, 이러한 혼합 및/또는 균질화 조건, 예컨대 그의 공정 장비에 따른 혼합 속도 및 온도를 적합하게 조정할 수 있을 것이다.The step of contacting one or more calcium carbonate-containing mineral powders with one or more solutions or emulsions or dispersions of the binder of step (b) may be carried out under mixing and / or homogenization conditions. Those skilled in the art will be able to suitably adjust such mixing and / or homogenization conditions, such as mixing speed and temperature according to their processing equipment.

예를 들면, 혼합 및 균질화는 플라쉐어형 혼합기(plowshare mixer)에 의해 발생할 수 있다. 플라쉐어형 혼합기는 기계적으로 생성된 유동화 층의 원리에 의해 작동한다. 플라쉐어형 블레이드는 수평 실린더형 드럼의 내부 벽에 가까이 회전하여 생성물 층으로부터 혼합물의 성분들을 개발 혼합 공간 내로 이송한다. 기계적으로 생성된 유동화 층은 매우 짧은 시간에서 훨씬 큰 뱃치들의 강력한 혼합을 보장한다. 세단기(chopper) 및/또는 분산기(disperser)는 건조 조작으로 덩어리를 분산시키는데 사용된다. 본 발명의 공정에서 사용될 수 있는 장비는 예를 들면 독일 Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH으로부터 이용가능하다.For example, mixing and homogenization can occur by means of a plowshare mixer. The flusher type mixer operates by the principle of a mechanically generated fluidized layer. The flusher-type blade rotates close to the inner wall of the horizontal cylindrical drum to transfer the components of the mixture from the product layer into the development mixing space. The mechanically generated fluidized layer ensures strong mixing of much larger batches in a very short time. Choppers and / or dispersers are used to disperse the agglomerates by a drying operation. Equipment that can be used in the process of the present invention is, for example, available from Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH, Germany.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 유동화 층 혼합기 또는 플라쉐어형 혼합기를 사용하여 실시된다.According to one embodiment of the present invention, process step (c) is carried out using a fluidized bed mixer or a flusher type mixer.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 분쇄 장치에서, 바람직하게는 볼 밀에서, 바람직하게는 공정 단계(c) 동안 형성된 집합체 및/또는 응집체를 분쇄 장치의 입구로 다시 재순환시키는 사이클론 장치와의 조합으로 실시된다. 미립자 물질, 예컨대 입자, 집합체 또는 응집체를 중력을 기초하여 보다 작은 미립자 물질의 분획과 보다 큰 미립자 물질의 분획으로 분리하는 것을 가능하게 한다. According to one embodiment of the invention, process step (c) recirculates the aggregates and / or agglomerates formed in the grinding apparatus, preferably in a ball mill, preferably during process step (c), back to the inlet of the grinding apparatus It is implemented in combination with a cyclone device. It makes it possible to separate particulate matter, such as particles, aggregates or aggregates, into fractions of smaller particulate matter and fractions of larger particulate matter on the basis of gravity.

예시적인 실시양태에 따르면, 공정 단계(c) 동안 형성된 탄산칼슘 함유 복합 입자는 보다 작은 입자로 분할된다. 본 발명에 사용된 바와 같이 용어 "분할"은 입자가 보다 작은 입자로 분할되는 것을 의미한다. 이는 분쇄, 예를 들면 볼 밀, 해머 밀, 로드 밀, 진동 밀, 롤 크러셔, 원심 충격 밀, 수직 비드 밀, 마멸 밀, 핀 밀, 해머 밀, 미분쇄기, 파쇄기, 데클럼퍼, 또는 나이프 커터를 사용하는 분쇄에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 공정 단계(c) 동안 형성된 탄산칼슘 함유 복합 입자를 보다 작은 입자로 분할할 수 있는 임의 다른 장치가 사용될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the calcium carbonate-containing composite particles formed during process step (c) are divided into smaller particles. The term "split" as used in the present invention means that the particles are divided into smaller particles. This may be done by milling, such as milling, such as ball mills, hammer mills, rod mills, vibratory mills, roll crushers, centrifugal impact mills, vertical bead mills, attrition mills, pin mills, hammer mills, mills, crushers, decurling machines, And may be carried out by pulverization. However, any other device capable of dividing calcium carbonate-containing multiparticulates formed during process step (c) into smaller particles can be used.

공정 단계(c)는 실온에서, 즉 20℃에서 또는 다른 온도에서 수행될 수 있다. 한 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 5 내지 140℃, 바람직하게는 10 내지 110℃, 가장 바람직하게는 20 내지 105℃의 온도에서 실시된다. 임의 이론에 한정하고자 하는 것은 아니지만, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말이 표면에 대한 결합제의 접착은 실온 이상의 온도에서, 예를 들면 40 내지 105℃의 온도에서 공정 단계(c)를 수행함으로써 개선될 수 있다. 열이 내부 전단에 의해 또는 외부 공급원에 의해 또는 이들의 조합에 의해 도입될 수 있다.Process step (c) can be carried out at room temperature, i. E. 20 C or at another temperature. According to one embodiment, process step (c) is carried out at a temperature of from 5 to 140 캜, preferably from 10 to 110 캜, most preferably from 20 to 105 캜. Without wishing to be bound by any theory, adhesion of the binder to the surface of the calcium carbonate-containing mineral powder can be improved by performing the process step (c) at a temperature above room temperature, for example, at a temperature of 40 to 105 ° C. The heat may be introduced by internal shear or by an external source or by a combination thereof.

본 발명의 예시적인 실시양태에 따르면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 이것이 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉되기 전에 예열된다. 예를 들면, 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 30 내지 100℃, 40 내지 90℃, 또는 바람직하게는 50 내지 80℃의 온도로 예열될 수 있다.According to an exemplary embodiment of the invention, the at least one calcium carbonate-containing mineral powder is preheated before it is contacted with at least one solution or emulsion or dispersion of the binder of step (b). For example, the calcium carbonate-containing mineral powder may be preheated at a temperature of 30 to 100 占 폚, 40 to 90 占 폚, or preferably 50 to 80 占 폚.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 1 s 이상 동안, 바람직하게는 1 분 이상 동안, 예를 들면 15 분, 30 분, 1 시간, 2 시간, 4 시간, 6 시간, 8 시간 또는 10 시간 이상 동안 수행된다.According to one embodiment of the invention, process step (c) is carried out for more than 1 s, preferably for more than one minute, for example 15 minutes, 30 minutes, 1 hour, 2 hours, 4 hours, 6 hours, 8 Hour or more than 10 hours.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 20℃에서 30 분 이상 동안 수행된다. 또다른 예시적인 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 80℃에서 30 분 이상 동안 수행된다.According to one embodiment of the present invention, process step (c) is carried out at 20 DEG C for at least 30 minutes. According to another exemplary embodiment, process step (c) is carried out at 80 DEG C for at least 30 minutes.

본 발명의 또다른 예시적인 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 회전자-고정자 혼합기에서 80 내지 150℃의 온도에서, 바람직하게는 120℃의 온도에서 1 내지 10 s 동안, 예를 들면 2 내지 3 s 동안, 시간 당 2 내지 5 톤의 복합 입자의 공업적 생산 속도로 연속적으로 수행된다.According to another exemplary embodiment of the present invention, process step (c) is carried out in a rotor-stator mixer at a temperature of 80 to 150 캜, preferably at a temperature of 120 캜 for 1 to 10 s, for example 2 For 3 s, at an industrial production rate of the composite particles of 2 to 5 tons per hour.

본 발명의 또다른 예시적인 실시양태에 따르면, 공정 단계(c)는 처리 단계와 가열 단계로 분할되고, 여기서 처리 단계는 단계(a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉시키는 것을 포함한다. 예를 들면, 처리 단계 및 가열 단계가 함께 수행될 수 있거나, 또는 처리 단계, 이어서 가열 단계가 수행될 수 있다.According to another exemplary embodiment of the present invention, the process step (c) is divided into a treatment step and a heating step, wherein the treatment step comprises mixing at least one calcium carbonate-containing mineral powder of step (a) With one or more solutions or emulsions or dispersions. For example, the treatment step and the heating step may be performed together, or the treatment step and then the heating step may be performed.

본 발명의 하나의 예시적인 실시양태에 따르면, 균질화 단계는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말이 단계(b)의 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉된 후에 실시된다.According to one exemplary embodiment of the invention, the homogenization step is carried out after one or more calcium carbonate-containing mineral powders are contacted with one or more solutions or emulsions or dispersions of one or more binders of step (b).

보다 우수한 분산액을 보장하기 위해서, 분산제가 또한 본 발명의 공정에서 사용된 성분들 어느 것이든지에, 예를 들면 분산제의 수성 용액 및/또는 분말의 형태로 첨가될 수 있다. 적합한 분산제는 폴리카르복실산 염, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산 또는 이타콘산 및 아크릴아미드 또는 이들의 혼합물을 기초로 한 폴리카르복실산 염의 단독중합체 또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 아크릴산의 단독중합체 또는 공중합체가 특히 바람직하다. 그러한 생성물의 중량 평균 분자량 Mw는 2000 내지 15000 g/mol의 범위에 있는 것이 바람직하고, 중량 평균 분자량 Mw는 3000 내지 7000 g/mol 또는 3500 내지 6000 g/mol인 것이 특히 바람직하다. 예시적인 실시양태에 따르면, 분산제는 2000 내지 15000 g/mol, 바람직하게는 3000 내지 7000 g/mol, 가장 바람직하게는 3500 내지 6000 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는 나트륨 폴리아크릴레이트이다.To ensure a better dispersion, a dispersant may also be added to any of the components used in the process of the present invention, for example in the form of an aqueous solution and / or powder of a dispersant. Suitable dispersing agents are selected from the group comprising homopolymers or copolymers of polycarboxylic acid salts such as polycarboxylic acid salts based on acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid and acrylamide or mixtures thereof . Particularly preferred are homopolymers or copolymers of acrylic acid. The weight average molecular weight M w of such a product is preferably in the range of 2000 to 15000 g / mol, and the weight average molecular weight M w is particularly preferably in the range of 3000 to 7000 g / mol or 3500 to 6000 g / mol. In accordance with the illustrative embodiments, the dispersing agent is sodium polyacrylate having a weight average molecular weight M w of 2000 to 15000 g / mol, preferably 3000 to 7000 g / mol, and most preferably from 3500 to 6000 g / mol.

얻어진 고체 탄산칼슘 함유 복합 입자The obtained solid calcium carbonate-containing composite particles

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 얻어진 고체 탄산칼슘 함유 복합 입자의 고체 함량은 복합 입자의 총 중량을 기준으로 90 중량% 이상, 예를 들면 95 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상, 보다 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 또는 가장 바람직하게는 99.8 중량% 이상 또는 심지어는 > 99.9 중량%이다.According to one embodiment of the present invention, the solid content of the obtained solid calcium carbonate-containing composite particles is at least 90% by weight, for example at least 95% by weight, preferably at least 99% by weight , Preferably at least 99.5 wt%, or most preferably at least 99.8 wt%, or even > 99.9 wt%.

임의 실시양태에 따르면, 본 발명 공정은 추가의 공정 단계(d)를 포함하고, 여기에서는 단계(c)에서 얻어진 탄산칼슘 함유 복합 입자가 건조된다.According to an optional embodiment, the process of the present invention comprises an additional process step (d) wherein the calcium carbonate-containing composite particles obtained in step (c) are dried.

탄산칼슘 함유 복합 입자는, 예를 들면 열적으로, 예를 들면 분무 건조기 또는 마이크로파에 의해 또는 오븐에서 건조될 수 있거나, 또는 기계적으로, 예를 들면 여과에 의해 또는 수분 함량의 저하에 의해 건조될 수 있다.The calcium carbonate-containing composite particles can be dried, for example, thermally, for example, by a spray dryer or microwave or in an oven, or mechanically, for example by filtration or by lowering the moisture content have.

본 발명의 임의 실시양태에 따르면, 탄산칼슘 함유 복합 입자는 50 내지 150℃, 바람직하게는 80 내지 120℃, 보다 바람직하게는 약 110℃의 온도에 있는 오븐에서 건조된다.According to certain embodiments of the present invention, the calcium carbonate-containing composite particles are dried in an oven at a temperature of from 50 to 150 캜, preferably from 80 to 120 캜, more preferably about 110 캜.

본 발명의 또다른 임의 실시양태에 따르면, 얻어진 탄산칼슘 함유 복합 입자는, 그 복합 입자의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 50%의 상대 습도를 갖는 수분 대기에 23℃에서 48 시간 동안 노출후에도, 1 중량% 미만, 0.8 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 바람직하게는 0.2 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.1 중량% 미만의 총 표면 수분 함량으로 건조된다.According to another optional embodiment of the present invention, the resultant calcium carbonate-containing composite particles are dispersed in a water atmosphere having a relative humidity of preferably 50%, based on the total weight of the composite particles, after 48 hours at 23 DEG C , Less than 1 wt.%, Less than 0.8 wt.%, Less than 0.5 wt.%, Preferably less than 0.2 wt.%, Most preferably less than 0.1 wt.%.

복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량에서 그 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자는, 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여, 동등하거나 개선된 유동성에서 증가된 벌크 밀도를 갖는다.The dried calcium carbonate-containing multiparticulates at a total surface moisture content of less than 0.5% by weight, based on the total weight of the multiparticulates, is increased in equivalent or improved fluidity compared to the calcium carbonate containing mineral powder provided in step (a) Lt; / RTI > bulk density.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자의 벌크 밀도는, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량에서, 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 5 내지 80%, 바람직하게는 8 내지 60%, 보다 바람직하게는 10 내지 50% 증가된다. 그 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자의 벌크 밀도는, 예를 들면 0.5 내지 1.0 kg/dm3, 0.6 내지 0.9 kg/dm3, 또는 0.7 내지 0.8 kg/dm3일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the bulk density of the dried calcium carbonate-containing multiparticulates is such that, at a total surface moisture content of less than 0.5% by weight based on the total weight of the multiparticulates, the calcium carbonate-containing minerals Is increased by 5 to 80%, preferably by 8 to 60%, more preferably by 10 to 50% as compared with the powder. The bulk density of the dried calcium carbonate-containing composite particles may be, for example, 0.5 to 1.0 kg / dm 3 , 0.6 to 0.9 kg / dm 3 , or 0.7 to 0.8 kg / dm 3 .

본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 ?량에서 그 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자를 이동시키는데 요구되는 에너지 소비는 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 감소된다.According to another embodiment of the present invention, the energy consumption required to move the dried calcium carbonate-containing multiparticulates at a total surface moisture content of less than 0.5% by weight, based on the total weight of the multiparticulates, Containing calcium carbonate-containing mineral powder.

본 발명의 예시적인 실시양태에 따르면, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량에서 그 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자의 에너지 소비는 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 0 내지 40%, 바람직하게는 5 내지 30%, 보다 바람직하게는 10 내지 20% 감소된다. 그 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자의 에너지 소비는, 예를 들면, 1 내지 20 kJ/t, 4 내지 16 kJ/t, 또는 6 내지 14 kJ/t일 수 있다.According to an exemplary embodiment of the invention, the energy consumption of the dried calcium carbonate-containing multiparticulates at a total surface moisture content of less than 0.5% by weight, based on the total weight of the multiparticulates, is greater than the calcium carbonate-containing minerals Is reduced by 0 to 40%, preferably by 5 to 30%, more preferably by 10 to 20% as compared with the powder. The energy consumption of the dried calcium carbonate-containing composite particles may be, for example, 1 to 20 kJ / t, 4 to 16 kJ / t, or 6 to 14 kJ / t.

본 발명의 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자는 종이 응용 분야에서, 페인트에서 또는 플라스틱에서 사용될 수 있다.The dried calcium carbonate-containing composite particles of the present invention can be used in paper applications, in paints or in plastics.

임의 공정 단계: 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 하나 이상의 Optional process steps: one or more calcium carbonate-containing mineral powders and one or more 양이온성Cationic 중합체와의 접촉 단계 Step of contacting with polymer

본 발명의 추가 임의 실시양태에 따르면, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 단계(c) 전에, 중에 또는 후에 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉하게 된다. 임의 이론에 한정하고자 하는 것은 아니지만, 그 양이온성 중합체는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말 상에 대한 하나 이사의 결합제의 접착을 개선할 수 있는 것으로 생각된다.According to a further optional embodiment of the invention, the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) is contacted with one or more solutions or emulsions or dispersions of one or more cationic polymers before, during or after step (c) . Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the cationic polymer is capable of improving the adhesion of the one-way binder to the calcium carbonate-containing mineral powder.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체는 단량체로서 하나 이상의 디카르복실산과, 디아민, 트리아민, 디알칸올아민 또는 트리알칸올아민 및 에피클로로히드린의 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체와의 공중합체로 구성된다. According to one embodiment of the present invention, the at least one cationic polymer comprises at least one dicarboxylic acid as the monomer and at least one monomer selected from the group of diamines, triamines, dialkanolamines or trialkanolamines and epichlorohydrin, ≪ / RTI >

디카르복실산 단량체로서는 바람직하게는 포화 또는 불포화, 분지형 또는 비분지형 C2-C10 --디카르복실산, 특히 C3-C9-디카르복실산, C4-C8-디카르복실산, C5-C7-디카르복실산, 특히 아디프산이 사용된다. Dicarboxylic acid monomer include preferably saturated or unsaturated, branched or unbranched C 2 -C 10 - - acid, in particular C 3 -C 9 - dicarboxylic acids, C 4 -C 8 - dicarboxylic C 5 -C 7 -dicarboxylic acids, especially adipic acid, are used.

결합제 중합체의 제2 단량체로서는 선형 또는 분지형, 치환 및 비치환된 디아민 및 트리아민, 특히 N-(2-아미노에틸)-1,2-에탄-디아민이 특히 적합하다. As the second monomer of the binder polymer, linear or branched, substituted and unsubstituted diamines and triamines, especially N- (2-aminoethyl) -1,2-ethane-diamine, are particularly suitable.

바람직한 디알칸올아민 및 트리알칸올아민은, 예를 들면 디에탄올아민, N-알킬디알칸올아민, 예를 들면 N-메틸- 및 N-에틸-디에탄올아민 및 트리에탄올아민을 포함한다.Preferred dialkanolamines and trialkanolamines include, for example, diethanolamine, N-alkyldialkanolamines such as N-methyl- and N-ethyl-diethanolamine and triethanolamine.

공중합체의 분자량 및/또는 사슬 길이를 모니터링 및 제어하기 위해서, 하나 이상의 1가 아민, 예컨대 모노알칸올아민이 중축합 중에 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에 따르면, 모노에탄올아민이 사용된다.In order to monitor and control the molecular weight and / or chain length of the copolymer, one or more monovalent amines such as monoalkanolamine may be used during polycondensation. According to a preferred embodiment, monoethanolamine is used.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 결과로 생성된 중간체 공중합체가 이어서 에피클로로히드린과 반응하게 된다. 또다른 바람직한 실시양태에 따르면, 결과로 생성된 중간체 공중합체는 이것이 에피클로로히드린과 반응하기 전에 800 내지 1200 g/mol, 바람직하게는 900 내지 1100 g/mol 또는 950 내지 1050 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는다.According to a preferred embodiment of the present invention, the resulting intermediate copolymer is then reacted with epichlorohydrin. According to another preferred embodiment, the resulting intermediate copolymer has a weight of from 800 to 1200 g / mol, preferably from 900 to 1100 g / mol or from 950 to 1050 g / mol, before it reacts with epichlorohydrin And has an average molecular weight M w .

본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체는 분지형 폴리에틸렌이민, 선형 폴리에틸렌이민 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 폴리에틸렌이민(PEI)이다. 바람직하게는, 본발명의 분지형 폴리에틸렌이민 내의 일차, 이차 및 3차 아민 작용기는 분지형 폴리에틸렌이민의 가능한 개질 전에 1:0.86:0.42 내지 1:1.20:0.76의 범위에 있다.According to another embodiment of the present invention, the at least one cationic polymer is a polyethyleneimine (PEI) selected from the group comprising branched polyethyleneimines, linear polyethyleneimines and mixtures thereof. Preferably, the primary, secondary and tertiary amine functionalities in the branched polyethyleneimines of the present invention are in the range of 1: 0.86: 0.42 to 1: 1.20: 0.76 before possible modification of the branched polyethyleneimine.

본 발명의 하나의 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 폴리에틸렌이민은 개질 및 비개질된 폴리에틸렌이민의 군으로부터 선택된다.According to one preferred embodiment of the present invention, the one or more polyethylene imines are selected from the group of modified and unmodified polyethyleneimines.

적합한 폴리에틸렌이민의 예로는 에틸렌이민(아지리딘) 또는 이의 고급 동족체의 단독중합체 그리고 또한 에틸렌이민 또는 이의 고급 동족체에 의한 폴리아미도아민 또는 폴리비닐아민의 그라프트 중합체이다. 폴리에틸렌이민은 알킬렌 옥사이드, 디알킬 또는 알킬렌 카르보네이트 또는 C1-C8-카르복실산과의 반응에 의해 가교결합 또는 비가교결합, 4급화 및/또는 개질될 수 있다. 폴리에틸렌이민은 알킬렌 옥사이드, 예컨대 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 또는 부틸렌 옥사이드, 디알킬 카르보네이트, 예컨대 디메틸 카르보네이트 및 디에틸렌 카르보네이트, 알킬렌 카르보네이트, 예컨대 에틸렌 카르보네이트 또는 프로필렌 카르보네이트, 또는 C1-C8-카르복실산과의 반응에 의해 개질될 수 있다. 개질된 PEI는 알콕시화 폴리에틸렌이민, 예컨대 프로폭시화 폴리에틸렌이민(PPEI) 및 에톡시화 폴리에틸렌이민(EPEI)을 포함할 수 있다. 추가의 바람직한 개질된 폴리에틸렌이민은 비개질된 PEI를 하나 이상의 C1-C28-지방산과, 바람직하게는 하나 이상의 C6-C18-지방산과, 특히 바람직하게는 C10-C14-지방산, 예컨대 코코넛 지방산 등과 반응시킴으로써 얻을 수 있다. PEI를 포함하는 양이온성 중합체를 제조하는 한가지 방법은 물과 같은 용매 중에서 산 촉매작용 하에 에틸렌디아민(EDA)과 에틸렌이민(EI)의 반응을 기초로 한다. 일반적인 에틸렌이민의 예로는 아지리딘이 있다. 조성에 있어서 결과로 생성된 폴리에틸렌이민(PEI)는 추가 화학적 전환 반응, 예를 들면 알킬렌 옥사이드, 예컨대 에틸렌 옥사이드로 알콕시화하여 APEI를 형성하는 반응에 이용가능한 일차, 이차 및 삼차 아민 작용기를 갖는다. PEI는 또한 디아민 또는 폴리아민, 예컨대 에틸렌 디아민(EDA), 에틸렌이민(EI), 예컨대 아지리딘, 물 및 산 촉매로부터 제조될 수 있다. Examples of suitable polyethyleneimines are homopolymers of ethyleneimine (aziridine) or higher homologues thereof and also graft polymers of polyimidoamines or polyvinylamines with ethyleneimine or its higher homologues. The polyethyleneimine can be cross-linked or non-crosslinked, quarternized and / or modified by reaction with an alkylene oxide, a dialkyl or alkylene carbonate or a C 1 -C 8 -carboxylic acid. Polyethylene imines include alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide, dialkyl carbonates such as dimethyl carbonate and diethylene carbonate, alkylene carbonates such as ethylene carbonate or propylene carbonate Borate, or C 1 -C 8 -carboxylic acid. The modified PEI may comprise alkoxylated polyethyleneimines such as propoxylated polyethyleneimine (PPEI) and ethoxylated polyethyleneimine (EPEI). Further preferred modified polyethyleneimines include unmodified PEI with one or more C 1 -C 28 -fatty acids, preferably one or more C 6 -C 18 -fatty acids, particularly preferably C 10 -C 14 -fatty acids, For example, coconut fatty acid or the like. One method of preparing PEI-containing cationic polymers is based on the reaction of ethylenediamine (EDA) with ethyleneimine (EI) under acid catalysis in a solvent such as water. An example of a common ethyleneimine is aziridine. The resulting polyethyleneimine (PEI) in the composition has primary, secondary and tertiary amine functionalities available for the reaction to form APEI by alkoxylation with an additional chemical conversion reaction, such as an alkylene oxide such as ethylene oxide. PEI can also be prepared from diamines or polyamines such as ethylenediamine (EDA), ethyleneimine (EI) such as aziridine, water and acid catalysts.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체는 개질된 폴리에틸렌이민, 바람직하게는 카르복실산 기에 의해 개질된 것, 보다 바람직하게는 하나 이상의 C1-C28-지방산, 하나 이상의 C6-C18-지방산 또는 하나 이상의 C10-C14-지방산에 의해 개질된 것, 또는 알콕시화, 바람직하게는 에톡시화, 보다 바람직하게는 10 내지 50개의 에틸렌 옥사이드 기를 사용하는 에톡시화에 의해 개질된 것을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the at least one cationic polymer is a modified polyethyleneimine, preferably modified by a carboxylic acid group, more preferably one or more C 1 -C 28 -fatty acids, one or more C 6 -C 18 - fatty acids or one or more C 10 -C 14 - will be modified by fatty acids, or alkoxylated, preferably modified by ethoxylation, ethoxylated using an more preferably 10 to 50 ethylene oxide .

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 폴리에틸렌이민은 100 g/mol 내지 10000 g/mol의 범위에 있는 중량 평균 분자량 Mw를 갖는다. 본 발명의 바람직한 또다른 실실시양태에서, 폴리에틸렌이민은 100 내지 700 g/mol, 바람직하게는 146 내지 232 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는 선형 폴리에틸렌이민의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 트리에틸렌테트라민, 펜타에틸렌헥사민 및 테트라에틸렌펜타민으로부터 선택된다. 또다른 바람직한 실시양태에 따르면, 폴리에틸렌이민은 500 내지 8000 g/mol, 바람직하게는 800 내지 1200 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는 분지형 폴리에틸렌이민의 군으로부터 선택된다.In a preferred embodiment of the invention, the polyethyleneimine has a weight average molecular weight M w in the range from 100 g / mol to 10000 g / mol. In another preferred chamber embodiments of the present invention, polyethyleneimine is from 100 to 700 g / mol and preferably is selected from a linear polyethyleneimine having a weight-average molecular weight M w of 146 to 232 g / mol group, preferably a Triethylene tetramine, pentaethylene hexamine, and tetraethylene pentamine. According to a further preferred embodiment, the polyethyleneimine is selected from 500 to 8000 g / mol, preferably 800 to 1200 g / mol average molecular weight minutes group of branched polyethyleneimine having a M w of.

본 발명의 한가지 예시적인 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체로서는 아디프산과 N-(2-아미노에틸)-1,2-에탄디아민 및 에피클로로히드린과의 공중합체가 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체는 선형 폴리에틸렌이민, 폴리아민 아미드에피클로로히드린, 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다.According to one exemplary embodiment of the present invention, at least one cationic polymer is a copolymer of adipic acid and N- (2-aminoethyl) -1,2-ethanediamine and epichlorohydrin. According to a preferred embodiment of the present invention, the at least one cationic polymer is selected from linear polyethyleneimines, polyamine amide epichlorohydrin, or mixtures thereof.

하나 이상의 양이온성 중합체로서는 폴리아민 아미드 에피클로히드린을 사용하는 것이 바람직하다.As the at least one cationic polymer, it is preferable to use polyamine amide epichlorohydrin.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 단계(c) 전에, 중에 또는 후에 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉되고, 여기서 하나 이상의 결합제는 음이온성 결합제이다. 임의의 이론에 의해 한정하고자 하는 것은 아니지만, 양이온성 중합체와 음이온성 결합제의 조합은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말 상에서 하나 이상의 결합제의 접착을 더 개선시킬 수 있는 것으로 생각된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) is contacted with one or more solutions or emulsions or dispersions of the cationic polymer before, during or after step (c) The binder is an anionic binder. Without wishing to be bound by any theory, it is believed that the combination of the cationic polymer and the anionic binder can further improve the adhesion of one or more binders on the calcium carbonate-containing mineral powder.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 본 발명의 공정에 사용된 하나 이상의 양이온성 중합체의 양은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 1.0 중량% 미만, 바람직하게는 0.8 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.2 중량% 미만이다.According to one embodiment of the present invention, the amount of the at least one cationic polymer used in the process of the present invention is less than 1.0% by weight, preferably less than 0.8% by weight, more preferably less than 0.1% by weight based on the total weight of the calcium carbonate- Is less than 0.5% by weight, most preferably less than 0.2% by weight.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체는 수성 형태로, 예를 들면 수계 용액 또는 에멀션 또는 분산액의 형태로 제공된다.According to one embodiment of the present invention, the one or more cationic polymers are provided in aqueous form, for example in the form of aqueous solutions or emulsions or dispersions.

하나 이상의 중합체가 분산액의 형태로 제공되는 경우, 양이온성 중합체의 입자 크기는 10 내지 500 nm, 바람직하게는 20 내지 100 nm, 보다 바람직하게는 25 내지 80 nm의 d50 값을 가질 수 있다. When one or more polymers are provided in the form of a dispersion, the particle size of the cationic polymer may have a d 50 value of 10 to 500 nm, preferably 20 to 100 nm, more preferably 25 to 80 nm.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액은 이 용액 또는 에멀션 또는 분산액의 총 중량을 기준으로 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 12 내지 17 중량%의 하나 이상의 양이온성 중합체를 포함한다.According to one embodiment of the invention, one or more solutions or emulsions or dispersions of the cationic polymer are present in an amount of from 5 to 70% by weight, preferably from 10 to 50% by weight, more preferably from 5 to 70% by weight, based on the total weight of the solution or emulsion or dispersion By weight of at least one cationic polymer.

본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 양이온성 중합체는 수계 용액, 바람직하게는 그 용액의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 11 내지 30 중량%, 가장 바람직하게는 12 내지 17 중량%의 하나 이상의 양이온성 중합체를 포함하는 수계 용액의 형태로 제공된다.According to a preferred embodiment of the present invention, the at least one cationic polymer is present in an aqueous solution, preferably 10 to 50% by weight, more preferably 11 to 30% by weight, most preferably 12 To 17% by weight of at least one cationic polymer.

그러나, 하나 이상의 양이온성 중합체는 또한 에멀션 또는 분산액의 형태로, 또는 용액 및/또는 에멀션 및/또는 분산액의 혼합물의 형태로 제공될 수 있다.However, the at least one cationic polymer may also be provided in the form of an emulsion or dispersion, or in the form of a solution and / or a mixture of emulsions and / or dispersions.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 본 발명의 공정에 사용된 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액의 양은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 1.0 중량% 미만, 바람직하게는 0.8 중량% 미만, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 미만, 가장 바람직하게는 0.2 중량% 미만이다.According to one embodiment of the present invention, the amount of at least one solution or emulsion or dispersion of at least one cationic polymer used in the process of the present invention is less than 1.0% by weight, preferably less than 1.0% by weight, based on the total weight of the calcium carbonate- Less than 0.8% by weight, more preferably less than 0.5% by weight, most preferably less than 0.2% by weight.

하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액의 접촉 단계는 혼합 및/또는 균질화 조건 하에서 수행될 수 있다. 그 혼합 및/또는 균질화 조건은 공정 단계(c)에 대하여 상기 설명된 것과 동일할 수 있다.The contacting step of one or more calcium carbonate-containing mineral powders with one or more solutions or emulsions or dispersions of the cationic polymer may be carried out under mixing and / or homogenization conditions. The mixing and / or homogenization conditions may be the same as those described above for process step (c).

하나의 실시양태에 따르면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 이것이 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉되기 전에 예열된다.According to one embodiment, the one or more calcium carbonate containing mineral powders are preheated before it is contacted with one or more solutions or emulsions or dispersions of the cationic polymer.

본 발명의 한 실시양태에 따르면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 공정 단계(c) 전에 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉하게 된다. 본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 공정 단계(c) 중에 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉하게 된다. 본 발명의 또다른 실시양태에 따르면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 공정 단계(c) 후에 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉하게 된다. 바람직하게는, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 공정 단계(c) 전에 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉하게 된다. According to one embodiment of the present invention, one or more calcium carbonate-containing mineral powders are brought into contact with at least one solution or emulsion or dispersion of one or more cationic polymers prior to process step (c). According to another embodiment of the present invention, one or more calcium carbonate containing mineral powders are brought into contact with at least one solution or emulsion or dispersion of one or more cationic polymers during process step (c). According to another embodiment of the present invention, one or more calcium carbonate-containing mineral powders are brought into contact with at least one solution or emulsion or dispersion of one or more cationic polymers after process step (c). Preferably, the at least one calcium carbonate-containing mineral powder is brought into contact with at least one solution or emulsion or dispersion of one or more cationic polymers prior to process step (c).

본 발명의 한 예시적인 실시양태에 따르면, 균질화 단계는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말이 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉된 후에 그리고 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉되기 전에 수행된다. 본 발명의 또다른 예시적인 실시양태에 따르면, 균질화 단계는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말이 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉된 후에 그리고 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉되기 전에 수행된다.According to one exemplary embodiment of the invention, the homogenization step is carried out after one or more calcium carbonate-containing mineral powders are contacted with at least one solution or emulsion or dispersion of cationic polymer and after at least one solution or emulsion of the binder of step (b) Or before contact with the dispersion. According to another exemplary embodiment of the invention, the homogenization step is carried out after one or more calcium carbonate containing mineral powders are contacted with one or more solutions or emulsions or dispersions of the binder of step (b) and after one or more solutions or emulsions of the cationic polymer Emulsion or dispersion.

추가의 임의 공정 단계Additional optional process steps

추가의 임의 실시양태에 따르면, 본 발명은 추가의 공정 단계(e)를 포함하고, 여기서 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자가 선별 및/또는 공기 분류되어 바람직하지 못한 큰 입자를 제거하게 된다. 그 선별은 선별 기기, 예를 들면 서클-쓰루(circle-through) 진동 선별 장비, 고주파수 진동 장비 또는 선회 장비를 사용하여 실시할 수 있다. 공기 분류(air classification)는 크기, 형상, 및 밀도의 조합으로 물질을 분리하고 분리하고자 하는 그 물질 스트림을 상승 공기의 컬럼을 보유하는 챔버 내로 주입함으로써 작동하는 공기 분류기를 사용하여 실시할 수 있다. 물체 크기 및 형성에 따른 공기 드래그의 의존성으로 인하여, 이동하는 공기 컬럼 내의 물질 입자는 수직으로 분리되고 이러한 방식으로 분리될 수 있다.According to a further optional embodiment, the present invention comprises an additional process step (e) wherein the dried calcium carbonate-containing composite particles are sorted and / or air sorted to remove undesirable large particles. The screening can be carried out using screening equipment, for example, circle-through vibration screening equipment, high-frequency vibration equipment or pivoting equipment. Air classification can be performed using an air separator that operates by injecting the material stream to be separated and separated in a combination of size, shape, and density into a chamber that holds a column of rising air. Due to the dependence of the air drag on the object size and formation, the material particles in the moving air column can be vertically separated and separated in this way.

본 발명의 한 임의 실시양태에 따르면, 100 ㎛ 초과, 바람직하게는 50 ㎛ 초과, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 초과인 입자가 제거된다. 바람직하게는, 바람직하지 못한 큰 입자는 얻어지는 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자 내에서 1000 ppm 이하의 양으로, 보다 바람직하게는 100 ppm 이하의 양으로, 예를 들면 50 내지 80 ppm 또는 60 내지 70 ppm의 양으로 제거된다.According to one embodiment of the present invention, particles greater than 100 microns, preferably greater than 50 microns, and more preferably greater than 20 microns, are removed. Preferably, the undesirable large particles are contained in the obtained dried calcium carbonate-containing composite particles in an amount of not more than 1000 ppm, more preferably not more than 100 ppm, for example, 50 to 80 ppm or 60 to 70 ppm .

또다른 임의 실시양태에 따르면, 단계(c)에 의해 얻어지는 탄산칼슘 함유 복합 입자로부터 물의 첨가에 의해 슬러리가 제조된다.According to another optional embodiment, a slurry is prepared by adding water from the calcium carbonate-containing composite particles obtained by step (c).

임의로, 슬러리를 제조하는 데에는 분산제가 사용될 수 있다. 그 분산제는 탄산칼슘 함유 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 0.05 내지 8 중량%, 0.5 내지 5 중량%, 0.8 내지 3 중량%, 또는 1.0 내지 1.5 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 안료는 복합 입자의 총 중량을 기준으로 하여 0.05 내지 5 중량%의 양, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 양의 분산제에 의해 분산된다. 적합한 분산제는 폴리카르복실산 염, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 푸마르산 또는 이타콘산 및 아크릴아미드 또는 이들의 혼합물을 기초로 한 폴리카르복실산 염의 단독중합체 또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 아크릴산의 단독중합체 또는 공중합체가 특히 바람직하다. 그러한 생성물의 중량 평균 분자량 Mw는 2000 내지 15000 g/mol의 범위에 있는 것이 바람직하고, 그 중량 평균 분자량 Mw는 3000 내지 7000 g/mol 또는 3500 내지 6000 g/mol인 것이 특히 바람직하다. 예시적인 실시양태에 따르면, 분산제는 2000 내지 15000 g/mol, 바람직하게는 3000 내지 7000 g/mol, 가장 바람직하게는 3500 내지 6000 g/mol의 중량 평균 분자량 MW를 갖는 나트륨 폴리아크릴레이트이다.Optionally, a dispersant may be used to prepare the slurry. The dispersant may be used in an amount of from 0.01 to 10% by weight, from 0.05 to 8% by weight, from 0.5 to 5% by weight, from 0.8 to 3% by weight, or from 1.0 to 1.5% by weight, based on the total weight of the calcium carbonate- . In a preferred embodiment, the pigment is dispersed in an amount of 0.05 to 5% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on the total weight of the composite particles. Suitable dispersing agents include homopolymers or copolymers of polycarboxylic acid salts such as polycarboxylic acid salts based on acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid or itaconic acid and acrylamide or mixtures thereof . ≪ / RTI > Particularly preferred are homopolymers or copolymers of acrylic acid. The weight average molecular weight M w of such a product is preferably in the range of 2000 to 15000 g / mol, and the weight average molecular weight M w is particularly preferably 3000 to 7000 g / mol or 3500 to 6000 g / mol. In accordance with the illustrative embodiments, the dispersing agent is sodium polyacrylate having a 2000 to 15000 g / mol, preferably 3000 to 7000 g / mol, and most preferably a weight-average molecular weight M W of 3500 to 6000 g / mol.

탄산칼슘 함유 복합 입자로부터 제조된 슬러리는 이 슬러리의 총 중량을 기준으로 10 내지 82 중량%, 바람직하게는 50 내지 81 중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 70 중량% 또는 70 내지 78 중량%의 고체 함량을 가질 수 있다.The slurry prepared from the calcium carbonate-containing multiparticulates is preferably present in an amount of from 10 to 82% by weight, preferably from 50 to 81% by weight, more preferably from 60 to 70% by weight or from 70 to 78% by weight, based on the total weight of the slurry, Can have a content.

실시예Example

다음의 실시예는 본 발명의 공정에 따라 제조된 상이한 탄산칼슘 함유 복합 입자를 나타낸다. The following examples illustrate different calcium carbonate containing composite particles prepared according to the process of the present invention.

A.A. 물질matter

탄산칼슘 함유 미네랄 분말:Calcium carbonate-containing mineral powder:

탄산칼슘 1: 25 중량%, 슬러리의 총 중량을 기준으로 한 것, 습식 분쇄되고 분무 건조된 이탈리아 카라라(Carrara) 지역산 대리석, 입자 크기(d 50 ): 1.8 ㎛.Calcium carbonate 1: 25% by weight, based on the total weight of the slurry, wet milled and spray dried Carrara marble, particle size ( d 50 ): 1.8 μm.

탄산칼슘 2: 건식 분쇄된 이탈리아 카라라 지역산 대리석, 입자 크기(d 50 ): 3.4 ㎛.Calcium carbonate 2: Dry marble, marble from the Carrara region of Italy, particle size ( d 50 ): 3.4 μm.

탄산칼슘 3: 건식 분쇄된 이탈리아 카라라 지역산 대리석, 입자 크기(d 50 ): 5.3 ㎛. Calcium carbonate 3: Dry marble, marble, dry granulated, Carrara region, particle size ( d 50 ): 5.3 μm.

탄산칼슘 4: 건식 분쇄된 오스트리아 필라흐(Villach)산 대리석, 입자 크기(d 50 ): 2.6 ㎛. Calcium carbonate 4: dry milled Austrian Villach marble, particle size ( d 50 ): 2.6 탆.

탄산칼슘 5: 건식 분쇄된 덴마크 지역산 백악, 입자 크기(d50): 2.4 ㎛.Calcium carbonate 5: dry crushed Danish region acid chalk, particle size (d 50 ): 2.4 탆.

양이온성 중합체: Cationic polymer :

양이온성 중합체 1: 선형 폴리에틸렌이민, 농도: > 99%Cationic polymer 1: linear polyethyleneimine, concentration > 99%

양이온성 중합체 2: 수 중에 용해된 폴리아민 아미드 에피클로로히드린, 농도: 15 중량%, 용액의 총 중량을 기준으로 한 것.Cationic polymer 2: Polyamine amide dissolved in water Epichlorohydrin, concentration: 15% by weight, based on the total weight of the solution.

결합제:Binder:

결합제 1: 수 중에 분산된 스티렌-아크릴레이트-공중합체, 농도: 50 중량%, 분산액의 총 중량을 기준으로 한 것.Binder 1: Styrene-acrylate copolymer dispersed in water, concentration: 50% by weight, based on the total weight of the dispersion.

결합제 2: 수 중에 분산된 스티렌-부타디엔-공중합체, 농도: 50 중량%, 분산액의 총 중량을 기준으로 한 것.Binder 2: Styrene-butadiene copolymer dispersed in water, concentration: 50% by weight, based on the total weight of the dispersion.

분산제 1: 나트륨 폴리아크릴레이트, Mw=3500 g/mol Dispersant 1: sodium polyacrylate, M w = 3500 g / mol

B. 방법:B. Method:

처리 공정 1 Treatment process 1

3000 g의 CaCO3 분말을 Loedige 혼합기(Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH, 독일)에 배치하고, 그 혼합기를 운전하면서 양이온성 중합체 용액을 첨가하였다. 5 분의 균질화 단계 후에, 결합제 분산액을 첨가하고, 이 혼합물을 추가 30 분 동안 균질화하였다. 양이온 중합체를 사용하지 않은 경우, 양이온성 중합체 대신에 결합제 분산액을 초기에 넣었다.3000 g of CaCO 3 powder was placed in a Loedige mixer (Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH, Germany), and the mixer was run while a cationic polymer solution was added. After a 5 minute homogenization step, a binder dispersion was added and the mixture was homogenized for an additional 30 minutes. If a cationic polymer was not used, the binder dispersion was initially loaded instead of the cationic polymer.

얻어진 생성물은 110℃의 건조 오븐에서 15 시간 동안 템퍼링하였다.The obtained product was tempered in a drying oven at 110 DEG C for 15 hours.

처리 공정 2Treatment process 2

3000 g의 CaCO3 분말을 80℃의 건조 오븐에서 2 시간 동안 예열하였다. 이어서, 그 CaCO3을 Loedige 혼합기(Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH, 독일)에 배치하고, 80℃까지 예열하고, 그혼합기를 운전하면서 양이온성 중합체 용액을 첨가하였다. 5 분의 균질화 후에, 결합제 분산액을 첨가하고, 이 혼합물을 추가 30 분 동안 균질화하였다. 전체 처리 공정 중에, Loedige 혼합기내 온도는 80℃로 유지하였다. 양이온성 중합체 및 결합제를 예열하지 않았다. 양이온성 중합체를 첨가하지 않는 경우, 결합제 분산액을 양이온성 중합체 대신 초기에 첨가하였다.A CaCO 3 powder of 3000 g in a dry oven of 80 ℃ was preheated for 2 hours. The CaCO 3 was then placed in a Loedige mixer (Gebrueder Loedige Maschinenbau GmbH, Germany), preheated to 80 ° C and the cationic polymer solution added while the mixer was running. After 5 minutes of homogenization, the binder dispersion was added and the mixture was homogenized for an additional 30 minutes. During the entire treatment process, the Loedige mixer temperature was maintained at 80 占 폚. The cationic polymer and binder were not pre-heated. If no cationic polymer was added, the binder dispersion was added initially in place of the cationic polymer.

얻어진 생성물은 110℃의 건조 오븐에서 15 시간 동안 템퍼링하였다.The obtained product was tempered in a drying oven at 110 DEG C for 15 hours.

처리 공정 3Treatment process 3

500 g의 CaCO3 분말을 혼합기 유형 M3/1.5(MTI Mischtechnik International GmbH, 독일)에 배치하고, 혼합을 500 rpm으로 작동하였다. 이후 양이온성 중합체 용액 및 결합제 분산액을 실온에서 그 CaCO3 분말에 도입하였다. 그 혼합기의 내용물은 10 또는 20 분의 시간 동안 500 rpm의 교반 속도 하에 혼합하였다.500 g of CaCO 3 powder was placed in a mixer type M3 / 1.5 (MTI Mischtechnik International GmbH, Germany) and the mixing was operated at 500 rpm. The cationic polymer solution and the binder dispersion were then introduced into the CaCO 3 powder at room temperature. The contents of the mixer were mixed at a stirring speed of 500 rpm for 10 or 20 minutes.

얻어진 생성물은 110℃의 건조 오븐에서 15 시간 동안 탬퍼링하였다.The obtained product was tempered in a drying oven at 110 DEG C for 15 hours.

조건화된 벌크 밀도(Conditioned Bulk Density ( CBDCBD : : conditionedconditioned bulkbulk densitydensity )의 측정)

조건화된 벌크 밀도는 낮은 응력의 균일한 충전 상태를 달성하도록 분말을 조건화시키는 Powder Rheometer System FT4(Freeman Technology Ltd., 영국)로 측정하였다.Conditioned bulk density was measured with a Powder Rheometer System FT4 (Freeman Technology Ltd., UK) which conditions the powder to achieve a uniform charge state of low stress.

조건화 공정은 균일하게 충전된 분말 층을 구성하기 위해서 분말을 느슨하게 하고 약간 공기를 통하게 하도록 전체 샘플의 가벼운 배치를 수반하였다. 조건화 주기는 블레이드의 하향 횡단과 이어서 상향 횡단을 포함하였다. 하향 횡단은 블레이드 작용이 치밀화(compacting)보다 슬라이싱(slicing)하도록 5°양의 와우각(helix)을 사용하였다. 상향 횡단은 분말을 완만하게 가볍게 올리고 그 분말을 블레이드 위로 낙하하여 각 입자가 그 후에 잔류하도록 하는 5°음의 와우각을 사용하였다. 조건화 주기 후에, 분말 샘플은 편재화된 응력 및 임의의 과량 공기를 함유하지 않았다.The conditioning process entailed a light batch of the entire sample to loosen the powder and allow a little air to form a uniformly packed powder bed. The conditioning cycle included the downward traversal of the blade followed by the upward traversal. The downward traversal uses a 5 ° positive helix to slice the blade action rather than compacting it. An upward traverse was used with a 5 ° negative woof angle to gently raise the powder gently and allow the powder to fall onto the blade, leaving each particle thereafter. After the conditioning cycle, the powder sample did not contain the unionized stress and any excess air.

이어서, 160 ml의 부피에 상응하는 샘플은 Powder Rheometer System FT4의 내재된 저울을 사용하여 평량하고, 조건화된 벌크 밀도는 그 유량계로 자동 계산하였다. Samples corresponding to a volume of 160 ml were then weighed using an internal balance of the Powder Rheometer System FT4, and the conditioned bulk density was automatically calculated with the flow meter.

분말 이동을 위한 에너지 소비의 측정Measurement of energy consumption for powder transport

1000 kg(one metric ton)의 분말을 이동시키는데 요구되는 에너지는 Powder Rheometer System FT4 (Freeman Technology Ltd., 영국)을 사용하여 측정하였고, 안정성(Rep)의 특정 순서 및 가변적인 유량(VFR) 시험 순서를 그 Powder Rheometer System FT4에 의해 제공하였다.The energy required to transport one thousand metric tons of powder was measured using a Powder Rheometer System FT4 (Freeman Technology Ltd., UK) and the specific order of stability (Rep) and the variable flow rate (VFR) test sequence Was provided by the Powder Rheometer System FT4.

Rep + VFR 시험의 구성은 하기 예시된 바와 같이 안정성 시험의 7가지 조건화 및 시험 주기와 가변적 유량 시험의 4가지 조건화 및 시험 주기와의 조합이었다.The configuration of the Rep + VFR test was a combination of the seven conditioning and test cycles of the stability test and the four conditioning and test cycles of the variable flow test as illustrated below.

Figure 112013047985214-pct00001
Figure 112013047985214-pct00001

여기서, C = 조건화 주기, T = 시험 주기, (x) = 시험 주기 동안 블레이드 팁 속도(mm/s), 및 분할(split) = 측정에 분말의 정밀한 부피를 제공하도록 용기의 분할(splitting)이다. 분말 질량은 분할 후 자동으로 재계산하였다. 블레이드 팁 속도는 100 m/s이었고, 이것은 (Rep 순서 동안) 괄호로 정의하지 않았다.Where splitting of the vessel to provide a precise volume of powder in the C = conditioning cycle, T = test cycle, (x) = blade tip speed (mm / s), and split = . Powder mass was automatically recalculated after splitting. The blade tip speed was 100 m / s, which was not defined in parentheses (during the Rep order).

브룩필드Brookfield 점도의 측정 Measurement of viscosity

브룩필드 점도는 Brookfield DVII+ 점도계를 사용하여 100 rpm으로 23℃에서 측정하였다.Brookfield viscosity was measured at 23 [deg.] C using a Brookfield DVII + viscometer at 100 rpm.

입자 크기의 측정Measurement of particle size

중량 중앙 입자 크기 d 50의 측정을 위해서 Sedigraph 5100 장치(미국 회사, Micromeritics)를 사용하였다. 이 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수성 용액에서 수행하였다. 샘플은 고속 교반기 및 초음파를 사용하여 분산시켰다.For the measurement of the weight of the center grain size d 50 it was used as a Sedigraph 5100 device (US company, Micromeritics). This measurement was performed in an aqueous solution of 0.1 wt% Na 4 P 2 O 7 . The samples were dispersed using a high-speed stirrer and ultrasonic waves.

총 표면 수분 함량의 측정Measurement of total surface moisture content

총 표면 수분 함량은 Coulometric Karl Fischer 측정 방법에 따라 측정하였고, 여기서 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자는 220℃로 가열하고, 질소 기체의 스트림(100 ml/min)을 사용하여 증기로서 방출되어 단리된 물 함량은 Coulometric Karl Fischer 유닛에서 측정하였다.The total surface moisture content was measured according to a Coulometric Karl Fischer measurement method, wherein the dried calcium carbonate composite particles were heated to 220 ° C and discharged as a vapor using a stream of nitrogen gas (100 ml / min) The content was measured in a Coulometric Karl Fischer unit.

C. 결과C. Results

실시예Example 1 One

2000 g의 탄산칼슘 1은 처리 공정 2를 이용하여 처리하는데, 여기서는 0.5 중량%의 양이온성 중합체 1 및 8 중량%의 결합제 2를 첨가하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다. 2000 g of calcium carbonate 1 is treated using Treatment 2, wherein 0.5% by weight of cationic polymer 1 and 8% by weight of Binder 2 are added, wherein the% by weight is based on the total weight of calcium carbonate .

본 발명의 생성물은 미처리된 탄산칼슘과 비교하여 그 생성물을 이동시키는데 필요한 보다 높은 벌크 밀도 및 보다 낮은 에너지를 나타내었다(표 1).The products of the present invention exhibited higher bulk density and lower energy needed to transfer the product compared to untreated calcium carbonate (Table 1).

조성Furtherance 벌크 밀도
(kg/dm3)
Bulk density
(kg / dm 3 )
에너지 소비
(kJ/t)
Energy consumption
(kJ / t)
선행
기술
preceding
Technology
99.8 중량%의 탄산칼슘 1
0.2 중량%의 수분
99.8 wt% calcium carbonate 1
0.2% by weight of water
0.500.50 14.214.2
본발명Invention 91.3 중량%의 탄산칼슘 1
0.5 중량%의 양이온성 중합체 1
8.0 중량%의 결합제 2
0.2 중량%의 수분
91.3% by weight calcium carbonate 1
0.5% by weight of cationic polymer 1
8.0% by weight of binder 2
0.2% by weight of water
0.80
(+ 60%)
0.80
(+ 60%)
12.2
(- 14.1%)
12.2
(- 14.1%)

실시예Example 2 2

2000 g의 탄산칼슘 2은 처리 공정 1을 이용하여 표면 처리하는데, 여기서는 0.2 중량%의 양이온성 중합체 2 및 3 중량%의 결합제 1을 첨가하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다.2000 g of calcium carbonate 2 is surface treated using Treatment Step 1 wherein 0.2 wt% of cationic polymer 2 and 3 wt% of Binder 1 are added, wherein the wt% is based on the total weight of calcium carbonate will be.

본 발명의 생성물은 미처리된 탄산칼슘과 비교하여 생성물을 이동시키는데 필요한 보다 높은 벌크 밀도 및 보다 낮은 에너지를 나타내었다(표 2).The products of the present invention exhibited higher bulk density and lower energy needed to transfer the product compared to untreated calcium carbonate (Table 2).

조성Furtherance 벌크 밀도
(kg/dm3)
Bulk density
(kg / dm 3 )
에너지 소비 (kJ/t)Energy consumption (kJ / t)
선행
기술
preceding
Technology
99.8 중량%의 탄산칼슘 2
0.2 중량%의 수분
99.8% by weight calcium carbonate 2
0.2% by weight of water
0.760.76 7.07.0
본 발명Invention 96.6 중량%의 탄산칼슘 2
0.2 중량%의 양이온성 중합체 2
3.0 중량%의 결합제 1
0.2 중량%의 수분
96.6% by weight calcium carbonate 2
0.2% by weight of cationic polymer 2
3.0 wt% binder 1
0.2% by weight of water
0.82
(+ 7.9%)
0.82
(+ 7.9%)
4.6
(- 34.4%)
4.6
(- 34.4%)

실시예Example 3 3

생성물 A:Product A:

3000 g의 탄산칼슘 3은 처리 공정 1을 이용하여 표면 처리하데, 여기서는 0.2 중량%의 양이온성 중합체 2 및 3 중량%의 결합제 1을 첨가하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다.3000 g of calcium carbonate 3 is surface treated using Treatment Step 1 wherein 0.2 wt% of cationic polymer 2 and 3 wt% of Binder 1 are added, wherein the wt% is based on the total weight of calcium carbonate will be.

생성물 B:Product B:

500 g의 탄산칼슘 3은 처리 공정 3을 이용하여 표면 처리하는데, 여기에서는 3 중량%의 결합제 1을 사용하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다.500 g of calcium carbonate 3 is surface treated using Treatment 3, wherein 3 wt% of Binder 1 is used, wherein the wt% is based on the total weight of calcium carbonate.

본 발명의 생성물은 미처리된 탄산칼슘과 비교하여 생성물을 이동시키는데 필요한 보다 높은 벌크 밀도 및 보다 낮은 에너지를 나타내었다(표 3).The products of the present invention exhibited higher bulk density and lower energy needed to transfer the product compared to untreated calcium carbonate (Table 3).

조성Furtherance 벌크 밀도
(kg/dm3)
Bulk density
(kg / dm 3 )
에너지 소비
(kJ/t)
Energy consumption
(kJ / t)
선행
기술
preceding
Technology
99.8 중량%의 탄산칼슘 3
0.2 중량%의 수분
99.8% by weight calcium carbonate 3
0.2% by weight of water
0.850.85 5.65.6
본 발명 생성물 AThe product A 96.6 중량%의 탄산칼슘 3
0.2 중량%의 양이온성 중합체 2
3.0 중량%의 결합제 1
0.2 중량%의 수분
96.6% by weight calcium carbonate 3
0.2% by weight of cationic polymer 2
3.0 wt% binder 1
0.2% by weight of water
0.92
(+ 8.2%)
0.92
(+ 8.2%)
4.9
(- 12.5%)
4.9
(- 12.5%)
본 발명
생성물 B
Invention
Product B
96.6 중량%의 탄산칼슘 3
3.0 중량%의 결합제 1
0.2 중량%의 수분
96.6% by weight calcium carbonate 3
3.0 wt% binder 1
0.2% by weight of water
0.94
(+ 10.6 %)
0.94
(+ 10.6%)
3.6
(- 35.7%)
3.6
(- 35.7%)

실시예Example 4 4

3000 g의 탄산칼슘 5는 처리 공정 1을 이용하여 표면 처리하는데, 여기서에서는 0.2 중량%의 양이온성 중합체 2 및 3 중량%의 결합제 1을 첨가하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다.3000 g of calcium carbonate 5 are surface treated using Treatment Step 1 wherein 0.2 wt% of cationic polymer 2 and 3 wt% of Binder 1 are added, wherein the wt% is based on the total weight of calcium carbonate It is.

본 발명 생성물은 미처리된 탄산칼슘과 비교하여 생성물을 이동시키는데 필요한 더 높은 벌크 밀도 및 더 낮은 에너지를 나타내었다(표 4).The product of the present invention exhibited higher bulk density and lower energy needed to transfer the product as compared to untreated calcium carbonate (Table 4).

조성Furtherance 벌크 밀도
(kg/dm3)
Bulk density
(kg / dm 3 )
에너지 소비
(kJ/t)
Energy consumption
(kJ / t)
선행
기술
preceding
Technology
99.6 중량%의 탄산칼슘 5
0.4 중량%의 수분
99.6 wt% calcium carbonate 5
0.4% by weight of water
0.460.46 13.913.9
본 발명Invention 96.4 중량%의 탄산칼슘 5
0.2 중량%의 양이온성 중합체 2
3.0 중량%의 결합제 1
0.4 중량%의 수분
96.4 wt% calcium carbonate 5
0.2% by weight of cationic polymer 2
3.0 wt% binder 1
0.4% by weight of water
0.62
(+ 34.8%)
0.62
(+ 34.8%)
10.9
(- 21.6%)
10.9
(- 21.6%)

실시예Example 5 5

생성물 C:Product C:

2000 g의 탄산칼슘 4는 처리 공정 2를 사용하여 표면 처리하는데, 여기에서는 0.2 중량%의 양이온성 중합체 2 및 2 중량%의 결합제 1을 첨가하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다. 2000 g of calcium carbonate 4 is surface treated using Treatment 2, wherein 0.2% by weight of cationic polymer 2 and 2% by weight of Binder 1 are added, wherein the weight% is based on the total weight of calcium carbonate It is.

생성물 D:Product D:

2000 g의 탄산칼슘 4는 처리 공정 1을 이용하여 표면 처리하는데, 여기에서는 0.2 중량%의 양이온성 중합체 1 및 2 중량%의 결합제 1을 첨가하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다.2000 g of calcium carbonate 4 is surface treated using Treatment Step 1 wherein 0.2 wt% of cationic polymer 1 and 2 wt% of Binder 1 are added, wherein the wt% is based on the total weight of calcium carbonate It is.

생성물 E:Product E:

2000 g의 탄산칼슘 4는 처리 공정 1을 이용하여 표면 처리하는데, 여기서에서는 0.2 중량%의 양이온성 중합체 2 및 5 중량%의 결합제 1을 첨가하였고, 이때 중량%는 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 한 것이다.2000 g of calcium carbonate 4 is surface treated using Treatment Step 1 wherein 0.2 wt% of cationic polymer 2 and 5 wt% of Binder 1 are added, wherein the wt% is based on the total weight of calcium carbonate It is.

본 발명의 생성물은 미처리된 탄산칼슘과 비교하여 생성물을 이동시키는데 필요한 보다 높은 벌크 밀도 및 유사하거나 더 낮은 에너지를 나타내었다(표 5)The products of the present invention exhibited higher bulk density and similar or lower energy needed to transfer the product compared to untreated calcium carbonate (Table 5)

조성Furtherance 벌크 밀도
(kg/dm3)
Bulk density
(kg / dm 3 )
에너지 소비
(kJ/톤)
Energy consumption
(kJ / ton)
선행
기술
preceding
Technology
99.8 중량%의 탄산칼슘 4
0.3 중량%의 수분
99.8 wt% calcium carbonate 4
0.3% by weight of water
0.720.72 6.46.4
본 발명의 생성물 CThe product C 97.5 중량%의 탄산칼슘 4
0.2 중량%의 양이온성 중합체 2
2.0 중량%의 결합제 1
0.3 중량%의 수분
97.5% by weight calcium carbonate 4
0.2% by weight of cationic polymer 2
2.0 wt% binder 1
0.3% by weight of water
0.79
(+ 9.7%)
0.79
(+ 9.7%)
6.4
(- 0%)
6.4
(- 0%)
본 발명의 생성물 DThe product D of the present invention 97.5 중량%의 탄산칼슘 4
0.2 중량%의 양이온성 중합체 1
2.0 중량%의 결합제 1
0.3 중량%의 수분
97.5% by weight calcium carbonate 4
0.2% by weight of cationic polymer 1
2.0 wt% binder 1
0.3% by weight of water
0.78
(+ 8.3%)
0.78
(+ 8.3%)
5.4
(- 15.6%)
5.4
(-15.6%)
본 발명의 생성물 EThe product E of the present invention 94.5 중량%의 탄산칼슘 4
0.2 중량%의 양이온성 중합체 2
5.0 중량%의 결합제 1
0.3 중량%의 수분
94.5% by weight calcium carbonate 4
0.2% by weight of cationic polymer 2
5.0 wt% binder 1
0.3% by weight of water
0.90
(+ 25.0%)
0.90
(+ 25.0%)
6.0
(- 6.3%)
6.0
(- 6.3%)

실시예Example 6 6

65 중량% 고체를 갖는 슬러리는 2000 g의 실시예 2 생성물과 0.03 중량%의 분산제 1을 사용하여 제조하였고, 여기서 중량%는 건조 CaCO3 의 중량을 기준으로 한 것이다.A slurry having 65 wt% solids was prepared using 2000 g of the product of Example 2 and 0.03 wt% of Dispersant 1, wherein the wt% is based on the weight of dry CaCO 3 .

얻어진 슬러리의 브룩필드 점도는 620 mPas이었다.The Brookfield viscosity of the obtained slurry was 620 mPas.

실시예Example 7 7

65 중량% 고체를 갖는 슬러리는 2000 g의 실시예 3 생성물 A과 0.03 중량%의 분산제 1을 사용하여 제조하였고, 여기서 중량%는 건조 CaCO3 의 중량을 기준으로 한 것이다.A slurry with 65 wt% solids was prepared using 2000 g of Example 3 product A and 0.03 wt% of Dispersant 1, wherein the wt% is based on the weight of dry CaCO 3 .

얻어진 슬러리의 브룩필드 점도는 510 mPas이었다.The Brookfield viscosity of the obtained slurry was 510 mPas.

Claims (21)

탄산칼슘 함유 복합 입자(calcium carbonate containing composite particle)를 제조하는 방법으로서, 다음의 단계:
(a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 제공하는 단계,
(b) 하나 이상의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액을 제조하는 단계로서, 하나 이상의 결합제는 아크릴로니트릴, 부타디엔, 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 스티렌, 스티렌-부타디엔, 및 아크릴산 에스테르의 공중합체들, 및 이들의 혼합물의 군으로부터 선택된 중합체 결합제로부터 선택되고, 하나 이상의 결합제의 양은 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만인 것인 단계,
(c) 단계(a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말을 단계(b)의 결합제의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 고체 탄산칼슘 함유 복합 입자를 형성하는 양으로 접촉시키는 단계
를 포함하고, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량으로 건조될 때, 단계 (c)에서 얻어지는 탄산칼슘 함유 복합 입자는 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량으로 건조될 때, 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 동등하거나 개선된 유동성(flowability)에서 증가된 벌크 밀도(bulk density)를 갖는 것인 방법.
CLAIMS What is claimed is: 1. A method for preparing a calcium carbonate-containing composite particle comprising the steps of:
(a) providing at least one calcium carbonate-containing mineral powder,
(b) preparing at least one solution or emulsion or dispersion of at least one binder, wherein the at least one binder is selected from the group consisting of copolymers of acrylonitrile, butadiene, acrylate, butyl acrylate, styrene, styrene-butadiene, , And mixtures thereof, wherein the amount of the at least one binder is less than 10% by weight based on the total weight of the calcium carbonate-containing mineral powder,
(c) contacting at least one calcium carbonate-containing mineral powder of step (a) in an amount to form a solid calcium carbonate-containing composite particle with at least one solution or emulsion or dispersion of the binder of step (b)
Wherein the calcium carbonate-containing composite particles obtained in step (c), when dried at a total surface moisture content of less than 0.5% by weight based on the total weight of the composite particles, are 0.5 Has an increased bulk density at equivalent or improved flowability as compared to the calcium carbonate containing mineral powder provided in step (a) when dried to a total surface moisture content of less than about 1 wt%.
제1항에 있어서, 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자의 벌크 밀도는, 복합 입자의 총 중량을 기준으로 0.5 중량% 미만의 총 표면 수분 함량에서, 단계(a)에서 제공된 탄산칼슘 함유 미네랄 분말과 비교하여 5 내지 80% 증가되는 것인 방법.2. The method of claim 1, wherein the bulk density of the dried calcium carbonate-containing multiparticulates is compared with the calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) at a total surface moisture content of less than 0.5 wt% based on the total weight of the multiparticulates By 5 to 80%. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 GCC 및 PCC, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) is selected from the group consisting of GCC and PCC, and mixtures thereof. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 분말 입자는 0.1 내지 100 ㎛의 d50 값을 갖는 것인 방법.The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the powder particles of the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) have a d 50 value of 0.1 to 100 탆. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 이 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만의 총 표면 수분 함량을 갖는 것인 방법.The method of any one of claims 1 to 3, wherein the at least one calcium carbonate-containing mineral powder provided in step (a) has a total surface moisture content of less than 10% by weight based on the total weight of the mineral powder. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(b)에서 제공된 하나 이상의 결합제는 스티렌-아크릴레이트-공중합체 및 스티렌-부타디엔-공중합체, 및 이들의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the at least one binder provided in step (b) is selected from the group comprising styrene-acrylate-copolymer and styrene-butadiene-copolymer, and mixtures thereof. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(b)에서 제공된 하나 이상의 결합제의 양이 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만인 것인 방법.The method of any of the preceding claims, wherein the amount of the at least one binder provided in step (b) is less than 10% by weight based on the total weight of the calcium carbonate-containing mineral powder. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 미네랄 분말은 단계(c) 전에, 중에 또는 후에 하나 이상의 양이온성 중합체의 하나 이상의 용액 또는 에멀션 또는 분산액과 접촉하게 되는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the at least one calcium carbonate containing mineral powder provided in step (a) is contacted with at least one solution or emulsion or dispersion of one or more cationic polymers before, during or after step (c) How it is. 제8항에 있어서, 하나 이상의 양이온성 중합체는 선형 폴리에틸렌이민, 또는 폴리아민 아미드 에피클로로히드린, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인 방법.9. The process of claim 8, wherein the at least one cationic polymer is selected from linear polyethyleneimines, or polyamine amide epichlorohydrin, or mixtures thereof. 제8항에 있어서, 하나 이상의 양이온성 중합체의 양이 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 총 중량을 기준으로 1.0 중량% 미만인 것인 방법.9. The method of claim 8, wherein the amount of the at least one cationic polymer is less than 1.0% by weight based on the total weight of the calcium carbonate-containing mineral powder. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방법 단계(c)는 5℃ 내지 140℃의 온도에서 수행되는 것인 방법.3. The process according to claim 1 or 2, wherein the process step (c) is carried out at a temperature of from 5 DEG C to 140 DEG C. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방법은 추가의 단계(d)를 포함하고, 여기서 단계(c)에서 얻어지는 탄산칼슘 함유 복합 입자는 그 복합 입자의 총 중량을 기준으로 1 중량% 미만의 총 표면 수분 함량으로 건조되는 것인 방법.The method of claim 1 or 2, wherein the method comprises an additional step (d) wherein the calcium carbonate-containing multiparticulates obtained in step (c) comprise less than 1% by weight Lt; RTI ID = 0.0 > moisture content. ≪ / RTI > 제12항에 있어서, 방법은 추가 단계(e)를 포함하고, 여기서 단계(d)에서 얻어지는 건조된 탄산칼슘 함유 복합 입자는 100 ㎛ 초과인 바람직하지 못한 보다 큰 입자를 제거하기 위해서, 선별 및/또는 공기 분류되는 것인 방법.13. The method of claim 12, wherein the method further comprises the step of (e) wherein the dried calcium carbonate-containing multiparticulates obtained in step (d) are selected and / or removed in order to remove undesirable larger particles, Or air. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계(c)에서 얻어지는 탄산칼슘 함유 복합 입자로부터 물 및 임의로 분산제의 첨가에 의해 슬러리가 제조되는 것인 방법.The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the slurry is prepared from the calcium carbonate-containing composite particles obtained in step (c) by adding water and optionally a dispersant. 제14항에 있어서, 분산제가 2000 내지 15000 g/mol의 중량 평균 분자량 Mw를 갖는 나트륨 폴리아크릴레이트인 방법.15. The method of claim 14, wherein the dispersing agent is sodium polyacrylate having a weight average molecular weight M w of 2000 to 15000 g / mol. 제14항에 있어서, 슬러리는 이 슬러리의 총 중량을 기준으로 10 내지 82 중량%의 고체 함량을 갖는 것인 방법.15. The method of claim 14 wherein the slurry has a solids content of 10 to 82 weight percent based on the total weight of the slurry. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방법 단계(c)는 분쇄 장치에서 수행되는 것인 방법.Method according to any one of the preceding claims, wherein the method step (c) is carried out in a grinding apparatus. 제1항 또는 제2항에 있어서, 방법 단계(c) 동안 형성된 탄산칼슘 함유 복합 입자는 보다 작은 입자로 분할되는 것인 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein the calcium carbonate-containing composite particles formed during process step (c) are divided into smaller particles. 결합제를 사용하여, 동등하거나 개선된 유동성에서 탄산칼슘 함유 미네랄 분말의 벌크 밀도를 증가시키는 방법으로서, 결합제는 아크릴로니트릴, 부타디엔, 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 스티렌, 스티렌-부타디엔, 및 아크릴산 에스테르의 공중합체들, 및 이들의 혼합물의 군으로부터 선택되는 것인 방법.A method for increasing the bulk density of calcium carbonate-containing mineral powders in an equivalent or improved fluidity using a binder, wherein the binder is selected from the group consisting of acrylonitrile, butadiene, acrylate, butyl acrylate, styrene, styrene-butadiene, ≪ / RTI > copolymers, and mixtures thereof. 제17항에 있어서, 방법 단계(c)는 볼 밀에서 수행되는 것인 방법.18. The method of claim 17, wherein the method step (c) is performed in a ball mill. 제20항에 있어서, 방법 단계(c)는 방법 단계(c) 동안 형성된 응집체(agglomerate) 및/또는 집합체(aggregate)를 다시 분쇄 장치의 유입구로 재순환시키는 사이클론 장치와의 조합으로 수행되는 것인 방법.The method of claim 20, wherein the method step (c) is performed in combination with a cyclone apparatus that recirculates agglomerates and / or aggregates formed during the method step (c) back to the inlet of the grinding apparatus .
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